MODUL PRATIKUM FISIKA - Lecturer | Dosen –...

MODUL

PRATIKUM FISIKA

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

2017

TATA TERTIB PRAKTIKUM

KEWAJIBAN PRAKTIKAN:

1. Setiap praktikan datang 5 menit sebelum pelaksanaan praktikum

2. Memakai pakaian rapi, jas lab dan safety shoes pada saat praktikum

3. Sebelum praktikum, praktikan mengumpulkan tugas pendahuluan untuk percobaan

yang akan dilakukan.

4. Setiap praktikan sebelum memulai praktikum harus menyerahkan laporan resmi

percobaan minggu sebelumnya.

5. Setiap praktikan mengumpulkan laporan sementara setelah melakukan praktikum

untuk mendapatkan persetujuan dari pembimbing praktikum

6. Setiap praktikan merapikan dan menyerahkan peralatan yang selesai dipinjam pada

petugas laboratorium.

7. Sebelum meninggalkan ruangan Lab, kelompok yang bertugas (piket) menyapu/

membersihkan Lab.

SANKSI PELANGGARAN:

1. Prakikan yang terlambat harus melapor pada dosen pembimbing untuk mendapat ijin

praktikum

2. Praktikan yang berhalangan hadir harus memberikan surat ijin tidak masuk

3. Praktikan yang tidak mengumpulkan tugas pendahuluan tidak diperkenankan

mengikuti praktikum.

4. Praktikan yang merusakkan peralatan wajib mengganti sesuai alat yang dirusak.

5. Praktikan yang tidak dapat mengikuti praktikum secara keseluruhan dinyatakan tidak

lulus praktikum fisika.

Surabaya, 13 Pebruari 2013

Penyusun

Catatan:

Tugas pendahuluan dan laporan ditulis tangan pada kertas A4 dengan margin kiri 4cm, atas,

kanan dan bawah masing-masing 3cm.

GERAK BENDA PADA BIDANG MIRING

M1

I. TUJUAN PRAKTIKUM

Pada praktikum M1, praktikan diharapkan:

dapat membaca dan menggunakan stopwatch dengan benar,

mampu menerapkan hukum gerak jatuh bebas

menentukan koefisien gaya gesek pada bidang miring baik permukaan

kasar atau licin

dapat memahami tentang gerak pada bidang miring.

II. TEORI

Dinamika Partikel adalah cabang ilmu fisika yang mempelajari tentang

gaya yang yang menyebabkan sebuah benda bergerak. Pada modul ini, benda masih

dianggap sebagai partikel, artinya benda hanya dilihat sebagai satu titik pusat massa saja.

Untuk itu gerak translasi saja yang akan diperhatikan. Dengan demikian massa katrol

diabaikan, karena katrol bergerak melingkar. Karena massa katrol diabaikan, maka

memen inersia katrol juga diabaikan, sehingga katrol mengalami kesetimbangan momen.

Tegangan tali sebelum dan sedudah lewat katrol sama.

Dasar untuk menyelesaikan persoalan dinamika partikel diatas adalah

Hukum Newton I, II dan III. Yaitu:

Hukum Newton I : ∑𝐹 = 0

Hukum Newton II : ∑𝐹 = 𝑚. 𝑎

Hukum Newton III : 𝐹 𝑎𝑘𝑠𝑖 = − 𝐹 𝑟𝑒𝑎𝑘𝑠𝑖

Ada beberapa gaya yang harus dikenali di bab ini, antara lain gaya normal

(𝑁), gaya gesek (𝑓), tegangan tali (𝑇), gaya berat (𝑤 = 𝑚𝑔) dll.

Bila suatu benda bergerak pada suatu bidang, dimana bidang tersebut tidak licin,

maka akan timbul gaya gesek. Gaya gesek timbul karena permukaan dua bidang yang

bersentuhan. Arah gaya gesekan pada benda berlawanan dengan arah gerak benda. Besar

gaya gesek dipengaruhi oleh benda dan koefisien gesek. Gaya gesekan terdiri dari :

1. Gaya gesekan statis (𝑓𝑠) yaitu gaya gesekan yang terjadi pada benda diam.

𝑓𝑠 = s . 𝑁

2. Gaya gesekan kinetis (𝑓𝑘), yaitu gaya gesekan yang terjadi pada benda bergerak.

𝑓𝑘 = µ𝑘. 𝑁

𝑚2 𝑇

𝑚2 𝑔 𝑇

𝑚1

𝑚1 𝑔 Gambar 1. Sudut 0o

gm

ammgmk

2

211 (1)

N T T

m2g sin Ɵ

f Ɵ m2g cos Ɵ m1

m2g

m1g

Gambar 2. Sudut Ɵ

cos

sin

2

2121

gm

ammgmgmk

(2)

dimana :

𝑓𝑠 = gaya gesek statis (𝑁)

𝑓𝑘 = gaya gesek kinetis (𝑁)

s = koefisien gesek statis s

µ𝑘 = koefisien gesek kinetis

𝑁 = gaya normal

𝑔 = percepatan grafitasi = 9,81 m/s2

𝑎 = percepatan gerak benda (m/s2 )

Untuk persamaan geraknya yaitu : 2

02

1attvs (3)

Dimana : 𝑠 = jarak tempuh (m)

𝑣0 = kecepatan awal (m/s)

𝑡 = waktu menempuh jarak s (secon)

III. PERALATAN

1. Satu set peralatan gerak pada bidang

2. Stop watch

3. Satu set beban

4. Penggaris

IV. LANGKAH PERCOBAAN

1. Buatlah rangkaian percobaan seperti pada Gb 1 dengan sudut 00

2. Catatlah panjang lintasan m2 dan catat waktu yang diperlukan untuk

menempuh panjang lintasan tersebut

3. Gantilah m2 dengan benda yang berbeda

4. Catatlah panjang lintasan m2 dan catat waktu yang diperlukan untuk

menempuh panjang lintasan tersebut

5. Ulangi langkah (1) sampai dengan (4) untuk sudut kemiringan 300 (seperti

Gb 2)

V. TUGAS PENDAHULUAN

1. Dapatkan rumus (1) dan (2) dari Hukum Newton II

2. Sebuah balok yang bermassa m1 = 10 kg, terletak pada bidang miring licin

seperti pada gambar dibawah. Balok ini dihubungkan oleh seutas tali melalui

katrol kecil tanpa gesekan dengan balok kedua yang bermassa m2 = 20 kg

tergantung vertikal. Tentukan :

a. Percepatan masing-masing benda

b. Tegangan tali

N T T

53o

m2g sin Ɵ

f m2g cos Ɵ m1

m2g

m1g

VI. TUGAS UNTUK LAPORAN RESMI

1. Hitung koefisien gesekan antara bidang dengan benda yang berbeda untuk

setiap sudut dengan kemiringan yaitu sudut 00 dan 300

2. Hitung kecepatan akhir benda

3. Buat analisa dan kesimpulan tentang percobaan yang telah dilakukan

LABORATORIUM FISIKA

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA (PPNS)

LAPORAN SEMENTARA

Nomor percobaan : M 1

Nama percobaan : Gerak pada Bidang datar

Kelompok :

No Nama NRP Tanda Tangan Surabaya,

1 Mengetahui

2

3

4 (………………….)

5

m1 = ……

Sudut 00

No Aluminium

m2 = ……

Kayu

m2 = ……

….. cm ….. cm ….. cm ….. cm ….. cm ….. cm

1

2

3

Rata-

rata

Sudut 300

No Aluminium

m2 = ……

Kayu

m2 = ……

….. cm ….. cm ….. cm ….. cm ….. cm ….. cm

1

2

3

Rata-

rata

GAYA SENTRIFUGAL

M2

I. TUJUAN PRAKTIKUM

Praktikan diharapkan dapat mendefinisikan tentang gaya sentrifugal serta dapat

membaca dan menggunakan alat ukur. Praktikan dapat memahami tentang gaya

sentrifugal dan prinsip kerjanya. Praktikan juga diharapkan mampu membandingkan

frekuensi perhitungan dengan percobaan, serta mampu memberikan kesimpulan.

II. TEORI

Benda berotasi mempunyai percepatan yang arahnya ke pusat yang disebut

percepatan sentripetal (as) yang besarnya :

RR

vas

22

(1)

Dan sesuai hukum Newton II, percepatan ini menyebabkan gaya sentripetal yang arahnya

ke pusat. Besarnya :

RmR

vmFs

22

(2)

Dimana : v = kecepatan linier (m/s )

R = radius rotasi (m)

kecepatan sudut (rad/s)

m = massa benda (kg)

g = percepatan grafitasi bumi (m/s2)

Menurut hukum Newton III, setiap benda yang mendapat gaya, maka benda tersebut akan

memberikan gaya rekasi yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan. Gaya reaksi dari

gaya sentripetal ini dinamakan gaya sentrifugal. Pada percobaan ini benda akan berputar

dengan besar kecepatan yang konstan, menimbulkan gaya sentrifugal sehingga mampu

mengangkat massa beban (M) yang berada di tengah/pusat.

Besar frekuensi yang diperlukan untuk mengangkat beban M.g ( Newton ) adalah :

n

i

ii Rm

gMf

1

.

2

1

(3)

Gambar Peralatan Sentrifugal

III. PERALATAN

1. Satu set peralatan gaya sentrifugal

2. Tachometer


1. Jalankan peralatan gaya sentrifugal dengan satu lengan beban (m1 dan m2)

yang berpengaruh, sedangkan m3 dan m4 terkunci.

2. Naikkan frekuensi rotasi hingga beban M tepat bergerak naik dan catat

frekuensi f.

3. Ulangi langkah 1 dan 2 dengan menggunakan dua lengan beban (m1, m2, m3

dan m4) berpengaruh semuanya.

VI. TUGAS PENDAHULUAN

Turunkan persamaan

n

i

ii Rm

gMf

1

.

2

1

VII. TUGAS UNTUK LAPORAN RESMI

1. Hitung frekuensi berdasarkan percobaan dan frekuensi secara perhitungan

2. Tentukan persentase error frekuensi tersebut


R1

R2

M

m1 m2

LABORATORIUM FISIKA


LAPORAN SEMENTARA

Nomor percobaan : M2

Nama percobaan : Gaya Sentrifugal

Kelompok :


1 Mengetahui

2

3

4

5 (………………….)

M = ……… kg M2 = ……… kg M4 = ……… kg

M1 = ……… kg M3 = ……… kg

Salah satu lengan dikunci

No r1 ( cm ) r2 ( cm ) f (rpm)

1.

1 2.

………. ………. 3.

4.

5.

F rata – rata =

No r1 ( cm ) r2 ( cm ) r3 ( cm ) r4 ( cm ) f (rpm)

……….

1.

2.

2 ………. ………. ………. 3.

4.

5.

F rata – rata =

SISTEM KATROL (DINAMIKA PARTIKEL)

M3

I. Tujuan Praktikum

Mahasiswa mampu melakukan percobaan dinamika pada katrol tunggal dan ganda

serta mampu melakukan pengukuran waktu dan perhitungan percepatan baik secara

praktek maupun teori.

II. Teori

Pada percobaan ini massa katrol, massa tali dan gesekan diabaikan. Dengan

menerapkan hukum Newton II dan asumsi m1 turun maka untuk sistem katrol

tunggal didapatkan persamaan

m1.g – T = m1.a

T = m1.g –m1.a

T – m2.g = m2.a

(m1.g – m1.a) – m2.g = m2.a

gmm

mma .

)21(

)21(

dimana:

a = percepatan (m/s2)

m1, m2 = massa beban (kg)

g = percepatan grafitasi bumi (9,81 m/s2)

T = tegangan tali (N)

Demikian juga untuk sistem katrol ganda, percepatan benda dapat dihitung dengan

penerapan hukum Newton:

T2 = 2T1

s1 = 2s2

a1 = 2 a2

Dengan asumsi m1 turun dapat dirumuskan:

m1.g – T1 = m1.a1

T1 = m1.g - m1.a1

T1 = m1.g - m1.2a2

T2 – m2.g = m2.a2

2T1 – m2.g = m2.a2

2(m1.g - m1.2a2) - m2.g = m2.a2

2m1.g – m2.g = m2.a2 + 4m1a2

m1

m2

katrol

tali

m1m2

katrol

tali

katrol

T1

T1

T1

T2

gmm

mma .

4

)2(

21

212

g

mm

mma .

2

12

)2(

21

211

III. Alat dan bahan

1. Dua buah katrol

2. Tali

3. Beban

4. Stopwatch

IV. Langkah Percobaan

1. Buatlah rangkaian percobaan seperti gambar katrol tunggal

2. Jika jarak yang ditempuh benda 1 = S1 dan benda 2 = S2, catatlah waktu yang

diperlukan untuk menempuh jarak masing-masing (t1 dan t2)

3. Lakukan langkah (1) dan (2) untuk massa dan jarak yang sama sebanyak 5 kali

4. Lakukan langkah (1), (2) dan (3) untuk jarak yang sama tapi massa berbeda

5. Buatlah rangkaian seperti gambar katrol ganda

6. Lakukan langkah percobaan (2) s/d (4)

V. Tugas Untuk Laporan Resmi

1. Hitung percepatan benda 1 dan benda 2 secara teori dan praktek

2. Bandingkan kedua hasil perhitungan

3. Hitunglah tagangan tali

VI. Tugas Pendahuluan

Pesawat angkat sederhana untuk penanganan komponen kapal, konstruksinya

seperti gambar katrol ganda, dengan beban m2 adalah 500 kg dan massa m1

diganti gaya F. Massa katrol diabaikan dan percepatan gravitasi bumi 9,8 m/s2.

a. Berapa gaya F tersebut yang harus diberikan agar sitem setimbang diam

atau bergerak dengan kecepatan konstan?

b. Jika kemampuan tali T1 menahan beban adalah 3000 Newton, berapa

percepatan maksimal mengangkat beban m2 sebesar 500 kg yang

menyebabkan tali tersebut rawan putus?

LABORATORIUM FISIKA


LAPORAN SEMENTARA


Nama percobaan : Sistem Katrol

Kelompok :


1 Mengetahui

2

3

4 (………………….)

Gambar 1 (Katrol Tunggal)

SA = SB = S = ….. m

No mA

(kg)

mB

(kg)

S (m) t1 (dt) T2 (dt) T3 (dt) Trata-rata

1

2

Gambar 2 (Katrol Ganda)

BA SS2

1 BA aa

2

1

No mA

(kg)

mB

(kg)

S (m) t1 (dt) T2 (dt) T3 (dt) Trata-rata

1

2

DINAMIKA ROTASI

M4

I. TUJUAN PRAKTIKUM

Setelah melakukan praktikum M4, praktikan diharapkan:

dapat membaca dan menggunakan stopwatch dengan benar

memahami prinsip kerja gerak melingkar pada roda dengan memperhatikan

momen inersianya

menghitung besar momen inersia, kecepatan sudut dan torsi.

II. TEORI

Dinamika yang dipelajari dalam modul ini berbeda dengan yang ada di

modul M1. Dinamika pada modul ini adalah dinamika rotasi, dimana dalam dinamika

rotasi benda sudah dilihat keseluruhan sebagai benda pejal, atau sistem diskrit. Dalam

dinamika rotasi semua gerak benda, baik translai maupun rotasi sudah diperhitungkan.

Sehingga kalau di modul M1, massa katrol masih diabaikan, maka pada modul ini massa

katrol sudah diperhitungkan. Dengan demikian katrol mempunyai momen inersia, dan

mengalami gerak rotasi yang dirhatikan, dan dibuat persamaannya dalan hukum Newto II

rotasi.

Momen inersia adalah sifat kelembamaan keengganan benda untuk berputar.

Untuk benda (sistem diskrit), yang terdiri dari beberapa partikel, maka momen inersia

bendanya adalah:

n

i

ii RmI1

(1)

Untuk benda-benda teratur nilai momen inersia dapat dicari dengan perhitungan

matematis.

Dimensi Persamaan Dimensi Persamaan

Cincin tipis diputar

pada sumbu silinder

2.RmI

Slinder berongga

diputar pada sumbu

silinder

)(2

2

2

2

1 RRm

I

Silinder pejal diputar

pada sumbu silinder 2.

2

1RmI

Bola pejal diputar

pada diameter 5

2 2mRI

Apabila torsi bekerja pada benda yang momen inersianya adalah I, maka pada benda

akan timbul percepatan sudut sebesar ukum Newton II rotasi)

I (2)

Torsi juga bisa didefinisikan sebagai gaya x lengan

RF. (3)

α

r1 r2

T1 T2

T2

a1 T1 a2

m2

m1

m2 g

m1 g

2

1112

1tas (4)

1 = 2 =

2

2

1

1

R

a

R

a

Gb 1 Roda Dengan Dua Beban

Tegangan tali dapat dihitung dengan menggunakan :

T1 = m1g - m1.a1 dan T2 = m2a2 + m2.g (7)

Momen Inersia sistem di atas yaitu :

I

T1R1 - T2R2 = I

2211 RTRTI

(8)

III. PERALATAN

1. Satu set peralatan gerak melingkar pada roda

2. Beban

3. Stopwatch

4. Penggaris


1. Ikatlah tali pada roda besar dan roda kecil seperti pada gb (1)

2. Bebanilah kedua ujung tali yang telah diikatkan pada roda dengan massa m1

untuk roda besar dan m2 untuk roda kecil

3. Ukurlah jarak yang ditempuh m1 (=S1) dan catat waktu yang dibutuhkan untuk

menempuh jarak tersebut sebanyak 3 kali

4. Lakukan langkah (1) s/d (3) untuk massa berbeda dan jarak yang sama


1. Dengan memperhatikan gb 1, benda 1 dengan massa 1,5 kg dan benda 2

dengan massa 1 kg hitunglah T1, T2 dan jika diketahui momen inersia roda

2 kgm2, jari-jari roda 1 = 40 cm dan jari – jari roda 2 = 20 cm.

2. Sistem windlas menurunkan jangkar 300 kg pada kecepatan konstan 3 m/s.

Turunnya jangkar menyebabkan silinder windlas berdiameter 1 m ikut

berputar. Pada waktu tertentu dilakukan perlambatan sebesar 0,5 m/s2 hingga

jangkar berhenti. Jika diketahui momen inersia silinder adalah 50 kg.m2,

percepatan grafitasi bumi 9,81 m/s2, dan besarnya gaya gesek diabaikan,

tentukan

a. Kecepatan sudut silinder saat jangkar turun berkecepatan konstan

b. Besar gaya pengereman, jika massa rantai jangkar pada kondisi

tersebut 50 kg!


1. Hitung percepatan benda 1 dengan menggunakan persamaan :

2

2

1ats

2. Hitung percepatan sudut roda

3. Hitung percepatan benda 2

4. Hitung besar tegangan dari kedua tali tersebut

5. Hitung momen inersia dari roda tersebut dengan persamaan (8)

6. Hitung momen inersia secara praktek

7. Tentukan persentase error momen inersia yang didapatkan secara teori dan

praktek.


LABORATORIUM FISIKA


LAPORAN SEMENTARA


Nama percobaan : Gerak Melingkar Pada Roda

Kelompok :


1 Mengetahui

2

3

4 (………………….)

S1 = ….. m

m1 m2 t1 t2 t3 trata-rata r1 r2 a1 a2 α

kg detik m dt

m Rad/dt

AYUNAN MATEMATIS

M5

I. Tujuan Praktikum

Tujuan dari praktikum ayunan matematis adalah sebagai berikut:

praktikan mampu menggunakan alat ukur stopwatch

praktikan dapat memahami tentang perbedaan frekuensi dan periode getaran

praktikan dapat menentukan nilai percepatan gravitasi bumi

II. TEORI

Apabila sebuah bandul digantung dengan kawat dan diberi simpangan

kecil kemudian dilepaskan, maka akan berayun dengan getaran selaras, (Gb.1)

Maka akan berlaku persamaan :

Gambar 1. Ayunan dengan getaran selaras

l

gf

2

1

g

lT 2

f= Jumlah getaran perdetik ( 1det )

g= percepatan grafitasi bumi (cm/ 2det )

l= panjang kawat, satuan (cm)

III. PERALATAN YANG DIGUNAKAN

A. Bandul matematis dan fisis serta perlengkapannya 1 set

B. Beban setangkup 1 buah

C. Stop watch 1 buah

IV. RANGKAIAN PERCOBAAN

Lihat Gambar rangkaian :

V. PROSEDUR KERJA

a. Atur alat seperti gambar rangkaian dengan panjang kawat 50 cm

b. Atur agar ujung bandul berada tepat ditengah

c. Beri simpangan kecil pada bandul dan lepaskan. Usahakan agar ayunan

mempunyai lintasan bidang dan tidak berputar.

d. Catat waktu yang dibutuhkan untuk lima kali getaran

Ulangi langkah (a) – (d) sebanyak lima kali

e. Ulangi (a)-(e) dengan panjang kawat berbeda

VI. PERTANYAAN DAN TUGAS

1. Hitung percepatan grafitasi bumi dengan persamaan (1) dan gunakan ralat

perhitungan.

2. Hitung dengan membuat grafik beserta hitungannya antara T2 dengan l

pada bandul matematis

3. Hitunglah persentase kesalahan dari percobaan anda serta kesimpulan.

VII. TUGAS PENDAHULUAN

1. berdasarkan persamaan 1

bagaimana pengaruh panjang kawat terhadap periode (T)

bagaimana pengaruh berat bandul terhadap periode (T)

LABORATORIUM FISIKA


LAPORAN SEMENTARA


Nama percobaan : Ayunan Matematis

Kelompok :


1 Mengetahui

2

3

4 (………………….)

No Waktu

Panj kawat 50 cm 60 cm 70 cm 80 cm

1.

2.

3.

4.

5.

Rata-rata

T

AYUNAN FISIS

M6

I. Tujuan Praktikum

Tujuan dari praktikum ayunan fisis antara lain:

Praktikan mampu memahami tentang percepatan gravitasi bumi, prinsip

kerja ayunan fisis serta dapat menggunakan alat ukur dengan benar

Praktikan dapat menghitung besar momen inersia benda dengan

menggunakan bandul fisis. Praktikan mampu menentukan hubungan

amplitudo, massa dan panjang ayunan terhadap periode serta

menyelaraskan antara rumus eksperimen dengan hitungan.

II. TEORI

Untuk menghitung percepatan gravitasi bumi dapat menggunakan

Pusat Massa

Pusat Ayunan

d

θ

persamaan :

I

mgdf

2

1 (1)

mgd

IT 2 (2)

Dengan : d = Jarak pusat ayunan dan pusat massa (m)

I = momen inersia benda jika diputar dengan pusat

putar di pusat ayunan (kgm2)

III. PERALATAN

1. Satu set peralatan ayunan fisis

2. Penggaris

3. Stopwatch


1. Tentukan pusat massa

2. Tentukan pusat ayunan

3. Ayun batang dengan simpangan kecil, catat waktu untuk 6 kali getaran

sempurna

4. Ambil titik ayun yang lain dan ulangi langkah 3


Sebuah batang kaku ringan dengan panjang l.5 m. Batang tersebut diayun dengan

simpangan 100 dari sumbu normal dengan pusat ayunan adalah 0.2 m dari salah

satu ujung batang. Tentukan besar gravitasi yang mempengaruhi batang tersebut!


1. Hitung periode (T)!

2. Hitung percepatan gravitasi bumi dengan menggunakan rumus yang ada!

3. Hitung persentase error gravitasi bumi yang didapatkan secara teori dan

praktek!

4. Buat analisa dan kesimpulan tentang percobaan yang telah dilakukan!

LABORATORIUM FISIKA


LAPORAN SEMENTARA


Nama percobaan : Ayunan Fisis

Kelompok :


1 Mengetahui

2

3

4 (……………….)

Momen Inersia benda, I0 = kg m2

D (cm) Waktu untuk 6 x ayun Momen Inersia (kgm2)

d1=.................. t1= I=

d2=................ t2= I=

HUKUM ARCHIMEDES

F1

I. Tujuan Praktikum

Setelah melakukan praktikum, praktikan diharapkan mampu memahami prinsip

hukum Archimedes dan menerapkannya pada benda setimbang di zat cair Praktikan juga

dapat menentukan rapat jenis fluida cair, menghitung besar gaya apung berdasarkan

persamaan Archimedes, dan dapat menentukan besar rongga dalam suatu benda.

II. TEORI

Jika suatu benda dicelupkan ke dalam zat cair, maka benda itu akan mendapat

gaya ke atas sebesar berat zat cair yang dipindahkan. Secara matematis gaya Archimedes

(gaya ke atas), dapat dirumuskan sebagai berikut :

gVF ccA (1)

Dimana : FA = gaya ke atas yang dialami benda (N)

( dalam praktikum besar FA dapat dicari dengan dinamometer)

FA = w1 - w2

Vc = volume zat cair yang dipindahkan (m3)

c = massa jenis zat cair (kg/m3)

g = percepatan gravitasi bumi (m/s2)

FA

w2 w1

Ketentuan :

1. Jikabenda <cairan , maka benda akan mengapung

2. Jikabenda =cairan , maka benda akan melayang

3. Jikabenda >cairan , maka benda akan tenggelam

III. PERALATAN

1. Fluida cair (air, minyak, oli)

2. Beban

3. Dinamometer

4. Penggaris

5. Statip


Percobaan I

1. Timbang dan catat massa benda yang digantungkan pada dinamometer (w1)

(kayu yang tidak berongga)

2. Massa benda yang digantungkan pada dinamometer dimasukkan ke dalam zat

cair, timbang dan catat (w2)

3. Menghitung volume fulida yang dipindahkan

4. Dengan menggunakan persamaan hukum Archimedes, tentukan cairan

5. Ulangi langkah 1 – 4 untuk massa benda yang berbeda (logam)

6. Ulangi langkah 1 – 4 untuk fulida yang berbeda

Percobaan II

1. Tentukanlah volume balok kayu P

2. Tentukalah rapat massa dari kayu P

3. Ambil benda kayu RB timbang di udara

4. Hitunglah volume saharusnya balok RB dengan asumsi rapat massanya sama

dengan benda P

5. Hitunglah Volume sebenarnya

6. Hitunglah volume rongganya.

V. TUGAS UNTUK LAPORAN RESMI

Percobaan I

1. Hitunglah gaya apung berdasarkan percobaan

2. Hitunglah massa jenis zat cair

Percobaan II

1. Hitunglah volume rongga dari balok RB


1. Diketahui massa jenis air laut 1,2 (gr/cm3), massa jenis es 0,8 (gr/cm

3). Tentukan

Berapa bagian volume gunung es yang tercelup dalam air.

2. Sebuah kubus volumenya 125 m3 dengan atap terbuka dari plat dengan massa

jenis 7,2 kg/liter. Tentukan ketebalan plat agar kubus terapung di air dengan

kedalaman tercelup 1 m.

LABORATORIUM FISIKA


LAPORAN SEMENTARA

Nomor percobaan : F 1

Nama percobaan : Hukum Archimedes

Kelompok :


1 Mengetahui

2

3

4 (………………….)

Volume fluida awal = …….. cm3

No

Air Minyak Olie Perubahan

Volume

Beban

W1 (N) W2 (N) W1 (N) W2 (N) W1 (N) W2 (N)

1

2

3

Benda Massa (kg) Volume (m3) Rapat massa

(kg/m3)

Benda P

Benda RB

Volume seharusnya Benda RB = m3

Volume Rongga = m3

KALORIMETRI

P1

I. Tujuan Praktikum

Setelah melaksanakan praktikum ini, praktikan diharapkan mampu memahami

prinsip kerja hukum Joule dan memahami konsep perubahan bentuk energy Praktikan

dapat menghitung besar energi listrik yang melalui suatu penghantar, menentukan energi

thermal (kalor) yang timbul di dalam kalorimetri dan membuktikan kebenaran hukum

Joule serta dapat menentukan kapasitas panas spesifik tembaga.

II. TEORI

Kalor adalah bentuk energi yang dipindahkan melalui perbedaan temperatur.

Kalor berpindah dari benda bertemperatur tinggi ke benda temperatur lebih rendah.

Jumlah kalor yang diserap benda sebanding dengan massa benda itu pada perubahan

temperaturnya. Secara matematis dirumuskan sebagai :

TCTcmQ (1)

Dimana : Q = Kalor yang diserap (Joule, erg, kalori)

m = massa benda (kg)

T = Perubahan temperatur yang terjadi

c = Kalor jenis ( joule/kg0C)

C = Kapasitas kalor ( joule/0C)

Pada percobaan ini, energi listrik akan diubah menjadi energi panas oleh tahanan kawat

spiral dan panas tersebut digunakan untuk menaikkan suhu air disekitarnya beserta wadah

tembaga. Besar energi listrik yang ditimbulkan oleh arus listrik sesuai dengan persamaan

:

W = v . i . t (2)

Dimana : W = Energi listrik (Joule)

v = Beda potensial (volt)

i = Arus listrik (Ampere)

t = waktus (detik)

Dengan asumsi semua energi listrik ditransfer sebagai energi panas dari wadah dan air,

maka dapat ditulis dalam persamaan matematis sebagai berikut :

W = wadahTmcairTmc (3)

III. PERALATAN

1. Kalorimeter dengan insulasi panas

2. Stopwatch

3. Termometer

4. Travo

5. Avometer

6. Kabel penghubung


1. Timbanglah wadah tembaga (mw)

2. Isi wadah tembaga dengan air sampai 3/4 penuh, lalu timbang lagi (mt = ma +

mw)

3. Letakkan wadah tembaga dalam insulator yang sudah dipasang jaket, pasang

pengaduk, tutup dan pasang termometer.

4. Catat temperatur mula-mula

5. Hubungkan pemanas kalorimeter dengan arus AC 20 volt dan pasang avo

untuk membaca arus, lalu hidupkan stopwatch.

6. Catat pembacaan temperatur setiap selama 2 menit sampai dicapai temperatur

800C


Air teh sebanyak 200 cm3 dengan suhu 950C dituangkan ke dalam cangkir gelas

(massa gelas 300 gr) yang suhunya 250C. Bila keseimbangan telah tercapai dan

tidak ada aliran kalor lain disekitarnya, tentukan suhu campurannya.

(Kalor jenis gelas 0,2 kal/gr0C, massa jenis air 1 gr/cm3, kalor jenis air 1 kal/gr0C)


1. Dengan asumsi semua energi listrik ditransfer sebagai energi panas dari wadah

dan air , tentukan kapasitas panas spesifik dari kalorimeter (tembaga) pada

rentang temperatur ( diketahui kalor jenis air : ca = 1 kalori/g0

C):

a. dari T awal sampai T2

b. dari T2 sampai 800C

c. dari T awal sampai 800C

AC

A

V

Transformator

Elemen Pemanas

2. Tentukan persentase error kapasitas panas spesifik tembaga yang didapatkan

secara teori dan praktek

3. Buat grafik hubungan antara waktu (x) dan temperatur (y)


LABORATORIUM FISIKA


LAPORAN SEMENTARA

Nomor percobaan : P 1

Nama percobaan : Kalorimeter

Kelompok :


1 Mengetahui

2

3

4 (……………….)

V = 20 volt I = …….. ampere

C air = 1 Cgr

kal0

No t ( menit ) T0 C

1

2

3

4

5

6

7

8

No t ( menit ) T0 C

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

TITIK KRITIS GAS

P2

I. Tujuan Praktikum

Pada praktikum ini akan diamati perubahan volume dan variasi tekanan dari gas

SF6 (Sulfur Hexaflouride) pada temperatur yang berbeda. Sehingga praktikan diharapkan

dapat mengetahui temperatur kritis, tekanan kritis, dan volume kritis dari suatu gas.

II. TEORI

Persamaan gas ideal menunjukkan hubungan antara tekanan, temperatur dan

volume dari gas. Persamaan gas ideal dinyatakan dengan:

TRnVP (1)

dimana P adalah tekanan, V adalah volume, n adalah jumlah mol gas, R = 8.314472

J·K−1·mol−1 adalah konstanta gas, dan T adalah temperatur.

Akan tetapi, gas tidak ideal (real gases) menunjukkan penyimpangan dari gas

ideal. Persamaan yang umum digunakan untuk real gases adalah Persamaan Van der

Waal’s, yang dinyatakan dengan:

TRbVV

aP m

m

2 (2)

dimana n

VVm adalah volume molar. Nilai a dan b merupak konstanta yang dapat

dicari dari percobaan ketika suatu gas mencapai titik kritisnya.

Titik kritis suatu gas merupakan titik dimana suatu gas tidak dapat dibedakan lagi

fasenya, antara fase gas dan cair. Pada titik kritis, terdapat Temperatur kritis TCr,

Tekanan kritis PCr dan Volume kritis VCr. Ketika suatu gas dikompresi pada temperatur

di bawah temperatur kritis, maka gas akan mencair, sehingga fase gas dan cair dari gas

dapat dibedakan. Namun, pada temperatur kritis atau di atasnya, gas tersebut tidak dapat

dikondensasi, sehingga tidak lagi terdapat batas fasa dari gas. Kondisi suatu gas pada

temperatur, volume, dan temperatur tertentu umumnya ditunjukkan dengan diagram P-V.

Seperti pada Gambar 1, ditunjukkan diagram P-V untuk gas SF6.

https://id.wikipedia.org/wiki/Joule

Gambar 1 Diagram P-V Gas SF6

Pada Gambar 1, titik kritis untuk gas SF6 terjadi pada temperatur 45,5 oC, tekanan

37 bar, dan volume 0,5 cm3. Dengan mengetahui nilai dari titik kritis, maka konstanta a

dan b untuk persamaan Van der Waal’s.

Cr

CrCr

P

TRV

8

3 (3)

CrCr VTRa

8

9 (4)

CrVb 3

1 (5)

III. PERALATAN

Peralatan yang digunakan pada percobaan ini adalah satu set peralatan titik kritis

(Critical Point Apparatus), yang ditunjukkan pada Gambar 2.

Gambar 2. Critical Point Apparatus


1. Pastikan katup pada selang air tertutup dan jarum suhu pada pemanas adalah

25 oC

2. Set volume gas sebesar 0,5 cm3 dengan memutar roda

3. Hidupkan pemanas air

4. Buka katup selang air untuk mengaliran air ke tabung gas (mercury) sampai

tabung mercury terendam

5. Atur suhu pada termostat (bejana) sebesar 37 oC

6. Tunggu sampai suhu air di tabung stabil 37 oC

7. Catat besar tekanan pada manometer

8. Ubah volume gas dengan perubahan tiap 0,4 cm2, catat nilai tekanan pada

manometer

9. Ulangi langkah 5-8 sampai volume gas mendekati 4 cm3


1. Jelaskan yang dimaksuk dengan titik kritis suatu gas!

2. Pilih salah satu jenis gas, tuliskan nilai temperatur kritis dan tekanan kritis nya,

kemudian tuliskan persamaan Van der Waals nya! (Setiap anggota kelompok

jenis gas-nya harus berbeda)


1. Plot diagram P-V untuk masing-masing temperatur, kemudian dapatkan nilai

TCr dan PCr!

2. Hitung nilai VCr menggunakan persamaan (3)!

3. Hitung konstanta Van der Waals a dan b menggunakan persamaan (4) dan (5)!

4. Dengan menggunakan nilai TCr dan PCr gas SF6 secara teori, hitung nilai VCr, a

dan b secara teori!

5. Hitung presentase kesalahan (percent error) untuk nilai VCr, a dan b!

LABORATORIUM FISIKA


LAPORAN SEMENTARA


Nama percobaan : Titik Kritis Gas

Kelompok :


1 Mengetahui

2

3

4 (……………….)

Gas SF6

No Volume

(cm3)

Isoterm

37 oC

Isoterm

40 oC

Isoterm

43 oC

Isoterm

46 oC

Isoterm

49 oC

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

KONDUKTIVITAS TERMAL

P3

I. Tujuan Praktikum

Tujuan dari praktikum ini adalah:

a. Praktikan dapat menerapkan prinsip perpindahan panas

b. Praktikan mengetahui nilai konduktivitas termal dari beberapa jenis material

II. TEORI

Energi panas dapat dipindahkan dari suatu sistem yang bersuhu lebih tinggi ke

sistem yang bersuhu lebih rendah. Energi panas berpindah melalui mekanisme

perpindahan panas. Terdapat tiga jenis mekanisme perpindahan panas, yaitu radiasi,

konveksi dan konduksi.

Radiasi merupakan perpindahan energi dalam bentuk gelombang, melalui zat atau

ruang hampa. Sedangkan perpindahan panas konveksi terjadi pada cairan dan gas. Panas

berpindah melalui pergerakan partikel di dalam fluida. Partikel yang panas akan mengalir

sehingga menggantikan partikel yang lebih dingin.

Konduksi terjadi ketika energi panas berpindah melalui suatu material sebagai

akibat dari tumbukan antar elektron, ion, atom, dan molekul bebas material tersebut.

Setiap material memiliki kemampuan yang berbeda dalam melakukan konduksi, yang

ditunjukkan dengan nilai konduktivitas termal. Laju perpindahan konduksi dinyatakan

dengan:

L

TkA

t

Q

(1)

dimana t

Q

adalah laju konduksi, k adalah konduktivitas termal, A adalah luas

penampang melingtang bahan, T adalah perbedaan temperatur bahan, dan L adalah

panjang bahan.

Dalam SI, satuan untuk k adalah W/m.K dan t

Q

adalah J/s atau Watt.

III. PERALATAN

Peralatan yang digunakan pada percobaan ini adalah satu set peralatan perpindahan

panas konduksi, yang ditunjukkan pada Gambar 1.

Gambar 1. Thermal Conductivity Apparatus


1. Tanyakan kepada instruktur, apakah peralatan sudah tersambung dengan benar

2. Pastika lampu LED pada ITAC box berkedip

3. Pasang logam aluminium pada kotak Thermal Conduction Apparatus

4. Nyalakan kipas pada kotak Thermal Conduction Apparatus

5. Buka Program Conductoo

6. Atur waktu pengambilan data dengan mengatur pada menu Parameters –

Acquisition (Time step = 1s; Total time = 600s)

7. Klik tombol Heating, untuk proses pemanasan

8. Klik tombol Continous Acquisition

9. Amati nilai suhu pada masing-masing sensor, catat nilai suhu setiap 2 menit

10. Proses akan berhenti secara otomatis setelah mencapai Total time

11. Ulangi langkah 3-9 untuk logam tembaga


1. Berikan contoh nilai konduktivitas termal dari salah satu material! (setiap

anggota kelompok harus material yang berbeda)

2. Jelaskan perbedaan antara konduksi, konveksi, dan radiasi!

3. Sebuah pelat logam setebal 4 mm memiliki perbedaan temperatur 32 oC antara

kedua permukaannya. Laju perpindahan panas pelat tersebut adalah sebesar

200 kkal/jam melalui suatu permukaan seluas 5 cm2. Hitunglah nilai

konduktivitas termal logam tersebut dalam W/m.K!

VIII. TUGAS UNTUK LAPORAN RESMI

1. Plot grafik hubungan antara posisi sensor dan rata-rata nilai temperatur untuk

masing logam!

2. Hitung nilai konduktivitas termal untuk masing-masing logam!

3. Hitung presentase kesalahan (percent error) nilai konduktivitas termal untuk

masing-masing logam!

LABORATORIUM FISIKA


LAPORAN SEMENTARA


Nama percobaan : Konduktivitas Termal

Kelompok :


1 Mengetahui

2

3

4 (……………….)

Aluminium

Daya = W

No T1 oC T2 oC T3

oC T4 oC T5

oC T6 oC T7

oC T8 oC

Jarak dari T1

(cm)

1

2

3

4

5

Rata-rata

Tembaga

Daya = W

No T1 oC T2 oC T3

oC T4 oC T5

oC T6 oC T7

oC T8 oC

Jarak dari T1

(cm)

1

2

3

4

5

Rata-rata

TRANSFORMATOR

L1

VII. Tujuan Praktikum

Tujuan dari praktikum transformator antara lain:

Praktikan mampu membaca dan menggunakan alat ukur listrik serta

merangkai transformator dengan benar

Praktikan dapat mengetahui prinsip kerja transformator, menghitung besar

efisiensi dan membaca arus masuk dan keluar pada transformator

VIII. TEORI

Prinsip kerja transformator adalah berdasarkan hukum faraday, yaitu Jika ada

kumparan listrik berada dalam medan magnet yang fluks-fluks magnetiknya berubah

terhadap waktu maka pada kkumparan tersebut akan muncul GGL Induksi.

Jika pada kumparan primer trafo diberi arus bolak balik, maka disekitar kumparan

ini terjadi medan magnet yang berubah-ubah, sehingga fluks-fluks magnetik yang ada

disekitar kumparan primer ini juga berubah. Menurut Faraday, Jika ada kumparan listrik

berada dalam medan magnet yang fluks-fluks magnetiknya berubah terhadap waktu maka

pada kkumparan tersebut akan muncul GGL Induksi. Maka terjadilah GGL induksi pada

kumparan sekunder.

Trasformator adalah peralatan yang digunakan untuk menaikkan atau menurunkan

tegangan.

Daya dari sistem listrik dapat dihitung dari persamaan P = v.i = i.R.i

Dimana : P = Daya (watt)

v = Tegangan (volt)

i = Arus (ampere)

R = Hambatan / resistansi (ohm)

Sedangkan efisiensi dari suatu transformator dapat dihitung dengan perbandingan daya

output dan input :

%100xP

P

in

out

IX. PERALATAN

1. Avometer 5 buah

2. Variabel resistor

3. Transformator

4. Kabel penghubung

X. LANGKAH PERCOBAAN

1. Buatlah rangkaian seperti pada gambar berikut :

v v1

1A A

2

2

R

AC

2. Pasanglah transformator untuk N1 = 1200 lilitan dan N2 = 300 lilitan

3. Catat i1, v1, i2, v2. Lakukan sebanyak 3 kali pengukuran dengan harga R yang

berbeda

4. Ulangi langkah 3 untuk N1 = 1200 lilitan dan N2 = 600 lilitan

XI. TUGAS PENDAHULUAN

1. Sebutkan fungsi transformator

2. Sebutkan bagian-bagian transformator dan macam-macam transformator

3. Sebuah transformator step-up mengubah tegangan dari 50 V menjadi 200 V.

Jika efisiensi transformator 75 % dan terdapat daya yang hilang 150 Watt.

Hitung kuat arus primer dan sekundernya.

XII. TUGAS UNTUK LAPORAN RESMI

1. Hitung daya input dan output

2. Hitung efisiensi transformator untuk N2 = 300 lilitan

3. Hitung efisiensi transformator untuk N2 = 600 lilitan

4. Tentukan persentase error efisiensi transformator yang didapatkan secara teori

dan praktek


LABORATORIUM FISIKA


LAPORAN SEMENTARA

Nomor percobaan : L 1

Nama percobaan : Transformator

Kelompok :


1 Mengetahui

2

3

4 (………………….)

No

N1 = 1200 lilitan

N2 = 300 lilitan N2 = 600 lilitan

I1 V1 I2 V2 I1 V1 I2 V2 R

1

2

3

RANGKAIAN LISTRIK

L2

I. Tujuan Praktikum

Setelah melaksanakan praktikum rangkaian listrik, oraktikan diharapkan mampu

memahami prinsip hukum Kirchoff dan memahami konsep Aliran Arus. Selain itu,

praktikan dapat menghitung besar Arus dan tegangan pada suatu rangkaian seri dan

paralel.

II. TEORI

Rangkaian listrik adalah suatu kumpulan elemen atau komponen listrik yang saling

dihubungkan dengan cara-cara tertentu dan paling sedikit mempunyai satu lintasan

tertutup. Elemen atau komponen yang akan dibahas pada mata kuliah Rangkaian Listrik

terbatas pada elemen atau komponen yang memiliki dua buah terminal atau kutub pada

kedua ujungnya.

ARUS LISTRIK

Arus merupakan perubahan kecepatan muatan terhadap waktu atau muatan yang

mengalir dalam satuan waktu dengan simbol i dengan kata lain arus adalah muatan yang

bergerak. Selama muatan tersebut bergerak maka akan muncul arus tetapi ketika muatan

tersebut diam maka arus pun akan hilang. Arah arus searah dengan arah muatan positif

(arah arus listrik) atau berlawanan dengan arah aliran elektron. Suatu partikel dapat

menjadi muatan positif apabila kehilangan elektron dan menjadi muatan negatif apabila

menerima elektron dari partikel lain. Satuannya : Ampere (A)

Arah arus positif mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah dan arah arus

negatif mengalir sebaliknya. Macam-macam arus :

1. Arus searah (Direct Current/DC)

Arus DC adalah arus yang mempunyai nilai tetap atau konstan terhadap satuan waktu,

artinya dimanapun kita meninjau arus tersebut pada waktu berbeda akan mendapatkan

nilai yang sama

2. Arus bolak-balik (Alternating Current/AC)

Arus AC adalah arus yang mempunyai nilai yang berubah terhadap satuan waktu dengan

karakteristik akan selalu berulang untuk perioda waktu tertentu (mempunyai perioda

waktu : T).

TEGANGAN

Tegangan atau beda potensial adalah kerja yang dilakukan untuk menggerakkan satu

muatan (sebesar satu coulomb) pada elemen atau komponen dari satu terminal/kutub ke

terminal/kutub lainnya, atau pada kedua terminal/kutub akan mempunyai beda potensial

jika kita menggerakkan/memindahkan muatan sebesar satu coulomb dari satu terminal ke

terminal lainnya.

Gambar Rangkaian Seri dan Pararel

(a) Rangakaian seri (b) Rangkaian pararel

i = i1 = i2 = i3 Vp= V1 = V2 = V3

Vs = V1 + V2 + V3 i = i1 + i2 + i3

Rs = R1 + R2 + R3 1/Rp = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3

III. PERALATAN

1 Board tempat percobaan

2 Resistor

3 Avometer

4 Kabel penghubung


1. Rangkailah percobaan I, ukurlah arus yang mengalir dan tegangan pada R1



4. Rangkailah percobaan I, ukurlah arus yang mengalir dan tegangan pada titik A-B

5. Ulangi langkah 1 sampai 4 dengan menggunakan rangkaian percobaan 2

R1 R2 R3

E

BA

Rangkaian Percobaan 1

R1 R2 R3E

A

B

Rangkaian Percobaan 2


Perhatikan gambar 1 dan gambar 2, diketahui R1 = 40 ohm, R2 = 60 ohm, R3 = 80

ohm, V= 10 volt, Hitung Arus dan Tegangan pada R1, R2, R3 dan Titik A-B


1. Hitung arus dan tegangan secara teori pada R1, R2, R3 dan titik A-B

2. Bandingkan hasil (1) dengan hasil praktikum untuk rangkaian percobaan 1 dan

percobaan 2.

3. Tentukan persentase error arus dan tegangan yang didapatkan secara teori dan

praktek


LABORATORIUM FISIKA


LAPORAN SEMENTARA

Nomor percobaan : L 2

Nama percobaan : Rangkaian Listrik

Kelompok :


1 Mengetahui

2

3

4 (………………….)

Seri

No. R1 R2 R3 I1 I2 I3 IAB V1 V2 V3 VAB

1

2

Paralel

No. R1 R2 R3 I1 I2 I3 IAB V1 V2 V3 VAB

1

2

Contoh Cover:

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM FISIKA

NAMA PERCOBAAN

KELOMPOK :

NAMA :

NRP :

NAMA PROGRAM STUDI

NAMA JURUSAN


2017

MODUL PRATIKUM FISIKA - Lecturer | Dosen –...

Documents

Transcript of MODUL PRATIKUM FISIKA - Lecturer | Dosen –...