Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

download Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

of 52

Transcript of Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    1/52

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    2/52

    1

    BAB I

    PENDAHULUAN

    A. Latar Belakang Masalah

    Fisika adalah ilmu pengetahuan yang paling mendasar, karena

     berhubungan dengan perilaku dan struktur benda (Giancoli, 2001: 1). Fisika

    mempelajari tentang materi atau zat yang meliputi sifat fisis, komposisi,

     perubahan, dan energi yang dihasilkan. Perkembangan ilmu pengetahuan dan

    teknologi yang sangat pesat saat ini tidak lepas dari Fisika sebagai ilmu dasar.

    Selain itu, konsep-konsep Fisika akan membantu memahami ilmu lainnya, seperti

    Kimia, Ilmu Kedokteran, Teknologi Industri, Teknologi Manufaktur, dan

    Teknologi Informasi.

    Mengingat begitu pentingnya peranan Fisika, sudah semestinya ilmu ini

    dipahami dengan baik oleh peserta didik. Upaya peserta didik dalam menguasai

    konsep Fisika sering menemui hambatan-hambatan. Sebagian peserta didik

    menganggap mata pelajaran Fisika sebagai mata pelajaran yang sulit. Hal ini

    disebabkan Fisika banyak tersusun dari konsep-konsep yang bersifat abstrak yang

     banyak menuntut intelektualitas yang relatif tinggi. Menurut beberapa penelitian,

    apabila konsep-konsep yang bersifat abstrak dapat dibuat konkret maka proses

     pembelajaran Fisika akan menjadi lebih menarik dan mudah dipahami.

    Proses pembelajaran Fisika dapat lebih menarik dan mudah dipahami

    dengan mengarahkan pada penguasaan pengetahuan dan keterampilan proses.

    Penguasaan pengetahuan dan keterampilan proses dalam dunia Fisika dapat

    diperoleh dengan metode ilmiah, yaitu melalui praktikum dan pengamatan

    terhadap gejala-gejala alam. Melalui praktikum dan pengamatan terhadap gejala-

    gejala alam dapat menghasilkan hipotesis, teori, dan hukum-hukum. Sebaliknya

     praktikum berperan pula dalam menguji teori dan hukum-hukum Fisika serta

    memperbaiki praktikum-praktikum terdahulu. Oleh karena itu, dibuatlah media

     pembelajaran Fisika yang dapat digunakan untuk praktikum sehingga dapat

    menunjukkan gejala-gejala alam yang tidak bisa diamati dari dekat, dan sulit

    diamati karena waktunya cepat bagi mata.

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    3/52

    2

    Salah satu materi Fisika yang jarang dipraktikumkan adalah pembuktian

    syarat kesetimbangan benda tegar. Untuk itu penulis merancang alat untuk

    membuktikan syarat kesetimbangan benda tegar dan menulis Makalah ini sebagai

    sarana atau media pembelajaran Fisika yang digunakan untuk praktikum dan

    disesuaikan dengan keadaan dan dikontrol dengan sebaik-baiknya sehingga proses

    dan hasilnya dapat diamati dan diukur. Hasil pengukuran itu diolah untuk menarik

    kesimpulan apakah suatu teori memiliki kebenaran sesuai atau tidak dengan gejala

    alam.

    Pada Makalah Eksperimen Fisika II ini penulis akan menjelaskan tentang

    kesetimbangan benda tegar berdasarkan pengamatan dan praktikum.Sistem kerja

    alat ini akan menunjukkan hubungan antara momen gaya , besar gaya dan jarak

    titik tumpu ke gaya.

    Berdasarkan latar belakang masalah di atas, maka penulis mengambil

     judul Eksperimen Fisika II ”RANCANG BANGUN ALAT

    KESETIMBANGAN BENDA TEGAR ”.

    A. 

    Identifikasi Masalah

    Berdasarkan latar belakang masalah di atas, maka dapat diidentifikasi

    masalah-masalah sebagai berikut :

    1.  Fisika merupakan ilmu pengetahuan yang paling mendasar, karena

     berhubungan dengan perilaku dan struktur benda.

    2.  Peranan Fisika bagi ilmu yang lain sangatlah penting, sehingga Fisika perlu

    dipelajari terutama konsep.

    3. 

    Pemahaman konsep-konsep yang sifatnya abstrak dapat dibuat konkret dengan

    menggunakan metode ilmiah, salah satunya dengan metode eksperimen atau

     praktikum

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    4/52

    3

    B.  Pembatasan Masalah

    Berdasarkan latar belakang masalah dan identifikasi masalah, penulis

    membatasi permasalahan yang akan dibahas pada Makalah Eksperimen Fisika II,

    sebagai berikut :

    1.  Materi yang akan dibuat dalam Eksperimen Fisika II adalah Momen Gaya.

    2. 

    Pembuktian Momen Gaya tersebut terbatas pada rumus:

    =      

    dengan:

     = besarnya momen gaya,

     F  = besarnya gaya,

    r  : panjang lengan

     : sudut yang dibentuk oleh lengan terhadap lengan gaya.

    C.  Perumusan Masalah

    Berdasarkan identifikasi dan pembatasan masalah di atas, maka dapat

    dirumuskan masalah sebagai berikut:

    1.  Bagaimanakah rancangan alat yang digunakan untuk membuktikan syarat

    kesetimbangan benda tegar?

    2.  Bagaimana cara membuktikan syarat keseimbangan benda tegar dengan

    variasi beban dan posisi beban yang dibentuk ?

    D.  Tujuan

    Dari perumusan masalah yang telah diuraikan di atas, maka dapat

    dirumuskan tujuan sebagai berikut:

    1.  Merancang suatu alat yang digunakan untuk membuktikan syarat

    kesetimbanagan benda tegar

    2.  Menjelaskan cara membuktikan syarat kesetimbangan benda tegar dengan

    variasi beban dan posisi benda yang berbeda. 

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    5/52

    4

    E.  Manfaat

    Hasil penelitian Eksperimen Fisika II ini diharapkan dapat:

    1.  Menambah alat praktikum Fisika Dasar di Laboratorium Fisika Dasar

    2. 

    Memberikan pengetahuan kepada siswa, guru dan dosen mengenai suatu alat

    yang dapat digunakan untuk membuktikan syrat kesetimbangan benda tegar.

    3.  Mengaplikasikan teori dan konsep Fisika ke dalam kehidupan sehari-hari

    dalam bentuk suatu alat. 

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    6/52

     

    5

    BAB II

    LANDASAN TEORI

    A.  Tinjauan Pustaka

    1.  Vektor 

    Ada beberapa besaran fisis yang cukup hanya dinyatakan dengan suatu

    angka dan satuan yang menyatakan besarnya saja. Ada juga besaran fisis yang tidak

    cukup hanya dinyatakan dengan besarnya saja, tetapi harus juga diberikan

     penjelasan tentang arahnya.a.  Besaran skalar :

    Besaran skalar adalah besaran fisis yang hanya memiliki besar (kuantitas)

    saja atau satu dimensi yaitu nilai. Tidak diperlukan sistem koordinat dalam besaran

    scalar. Contoh besaran skalar : waktu, suhu, volume, laju, energi, usaha dll.

     b.  Besaran vektor :

    Besaran vektor adalah besaran fisis yang mempunyai besar (kuantitas) dan

    arah (memiliki dua pengertian meliputi nilai dan arah) Contoh besaran vektor

    didalam Fisika adalah: kecepatan, percepatan, gaya, perpindahan, momentum dan

    lain-lain. Untuk menyatakan arah vektor diperlukan sistem koordinat.

    c.  Penggambaran, penulisan (notasi) vektor

    Sebuah vektor digambarkan dengan sebuah anak panah yang terdiri dari

     pangkal (titik tangkap), ujung dan panjang anak panah. Panjang anak panah

    menyatakan nilai dari vektor dan arah panah menunjukkan arah vektor.Pada

    gambar (2.1) digambar vektor dengan titik pangkalnya A, titik ujungnya B serta

    sesuai arah panah dan nilai vektornya sebesar panjang

    dengan:

    Titik A : titik pangkal (titik tangkap)

    Titik B : ujung

    Panjang AB : nilai (besarnya) vektor tersebut = |

     |

     

    A B

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    7/52

    6

     Notasi (simbol) sebuah vektor dapat juga berupa huruf besar atau huruf

    kecil, biasanya berupa huruf tebal, atau berupa huruf yang diberi tanda panah di

    atasnya atau huruf miring.

    Contoh:

    Vektor A → (Berhuruf tebal)Vektor     →  (Huruf dengan tanda panah di atasnya)Vektor A  → (Huruf miring)

    2.  Perkalian Vektor

    Untuk operasi perkalian dua buah vektor, ada dua macam operasi yaitu:

    a.  Perkalian skalar dan vektor

    Sebuah besaran skalar dengan nilai sebesar k, dapat dikalikan dengan

    sebuah vektor A yang hasilnya sebuah vektor baru C yang nilainya sama dengan

    nilai k dikali nilai A. Jika nilai k positif, maka arah C searah dengan A dan jika nilai

    k bertanda negatif, maka arah C berlawanan dengan arah A. Secara matematis dapat

    dituliskan sebagai berikut:

      = k

      

     b. 

    Perkalian vektor dengan vektor

    Ada dua jenis perkalian antara vektor dengan vektor. Pertama disebut

     perkalian titik (dot product ) yang menghsilkan besaran skalar dan kedua disebut

     perkalian silang (cross product ) yang menghasilkan besaran vektor.

    1)  Perkalian titik (dot product ) antara dua buah vektor  dan  menghasilkan C,didefinisikan secara matematis sebagai berikut

      .

    = C 

    dengan :

       dan   adalah besaran vektor sedangkan C adalah besaran skalar.

    Gambar 2.1 Perkalian Titik ( Dot Product )

      

      0

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    8/52

    7

    Berdasarkan gambar besarnya C didefinisikan sebagai :

    =

     .

     

     

     

    dengan :

    A = | |   : besarnya vektor   B = ||   : besarnya vektor    : sudut antara vektor  dan vektor  

    2)  Perkalian silang (cross product )

    Perkalian silang (cross product ) antara dua buah vektor A dan B akan

    menghasilkan C, didefinisikan sebagai berikut:   × =   =    n   = .   

    dengan:

    A = | |   : besarnya vektor   B = ||   : besarnya vektor  C = ||   : besarnya vektor    : sudut antara vektor  dan vektor  n  : vektor satuanPerkalian silang dua buah vektor dapat ditunjukkan pada Gambar 2.2.

    Gambar 2.2 Perkalian Vektor (Cross Product )

    3.  Perkalian Tiga Buah Vektor (Tr iple Product )

    Triple product  adalah istilah yang digunakan untuk operasi perkalian tiga

     buah vektor. Ada dua macam triple product yaitu yang menghasilkan skalar (triple

     

     

      

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    9/52

    8

     scalar product   ) dan yang menghasilkan vektor (triple vector product   ). Triple

     scalar product dinyatakan sebagai:

       × =    ( × ) +    ( × ) +    ( × )  Triple scalar product   secara geometris menyatakan volume

     parallelepiped   yang dibentuk oleh vektor-vektor A, B dan C, sebagaimana

    ditunjukkan dalam Gambar 2.3, Konsep triple scalar product   banyak dijumpai

     pada persoalan crystallography. Sedangkan triple vector product   dinyatakan

    dengan:

      × ( × ) =   −    

    Gambar 2.3 Interpretasi Geometris Dari Triple Product  

    4.  Benda Tegar

    Benda tegar dipandang sebagai kelompok (sistem) partikel dengan posisi

    tiap partikelnya relatif tetap walaupun mereka dikenai gaya. Dengan demikian,

     benda tegar didefinisikan sebagai sistem partikel dengan jarak antar posisi partikel

    selalu tetap. Benda tegar dipertahankan oleh gaya internal yang disebut gaya

     pengendali (constraint ). Posisi partikel benda tegar seolah-olah terhubung oleh

     batang-batang tanpa berat (diasumsikan massanya hanya massa partikelnya saja).

    Gerakan benda tegar bentuknya tetap dan dapat dianggap sebagai benda tunggal,

    yaitu sebagai gerak pusat massa benda tersebut. Benda tegar umumnya berupa

     benda padat. (Trustho Raharjo, Y. Radiyono. 2008 : 187)

    0

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    10/52

    9

    5.  Gerak Benda Tegar

    Gerak benda tegar ada dua macam, yaitu gerak translasi dan gerak rotasi.

    (Trustho Raharjo, Y. Radiyono. 2008 : 187)

    a. 

    Gerak Translasi

    Benda tegar bergerak translasi jika posisi dua partikel penyusun benda selalu

    sejajar terhadap lintasannya. Dalam gerak translasi berlaku hukum Newton

    tentang gerak.

     F    = 

     

     

     

     

    dt 

     pd  

    = dt 

    vmd  

    =dt 

    vd mv

    dt 

    dm  

    Karena m konstan maka,

      =  0 Sehingga,

      =  0 +    =   

    dengan :

      : gayam : massa benda

    vdt 

    d   : perubahan kecepatan tiap satuan waktu

    Seluruh partikel bergerak dengan kecepatan linier yang sama. Adapun gerak

    rotasi dapat dilihat pada Gambar 2.4.

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    11/52

    10

    Gambar 2.4. Gerak Translasi

     b.  Gerak Rotasi

    Benda tegar bergerak rotasi jika semua partikel penyusun benda melakukan

    gerak melingkar terhadap titik tertentu. Titik tersebut posisinya tetap dan

    disebut pusat lingkaran. Dalam gerak rotasi juga berlaku formula hukum

     Newton .

     L   =  pr    

    = vmr    

    = r r m       

    =r -

    r r r m      

      Nilai r r    = 0, karena r  tegak lurus dengan  , sehingga  0r      .

    Selain itu, nilai 2r    r r   , maka: 

     L   =  2 r m  

    =dt 

    d r m   2

     

    Karena 2mr  I   , maka:

     L   =    I   

    =   2 r m  

    = dt 

    d r m   2

     

    Momentum sudut diturunkan terhadap t  , maka,

    dt 

     Ld   = 

     

      

     

    dt 

    d r m

    dt 

    d     2 

    0

    v

    v

    v

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    12/52

    11

    dt 

    d r m

    dt 

    d m

    dt 

    dr 

    dt 

    d r 

    dt 

    dm      2

     2

     2

     2   

    Karena m dan r  konstan, maka,

    dt 

     Ld   =  2 r m  

    Karena      2 r m , maka:

      =   dengan :

     L   : momentum sudut

    m : massa benda

    r : lengan momen

        : percepatan sudut

    τ  : momen gayaSemua partikel bergerak dengan kecepatan sudut yang sama terhadap sumbu

    tertentu.

    Gambar 2.5. Gerak Rotasi

    6. 

    Momen Gaya

    Gaya yang bekerja pada benda akan menimbulkan suatu efek gerakan.

    Besar dan arah efek yang ditimbulkan oleh gaya pada suatu benda bergantung pada

    letak garis kerja gaya tersebut. Contohnya adalah pada gambar 2.6 Gaya l akanmenimbulkan gerakan rotasi berlawanan dengan arah putaran jarum jam, dan

    gerakan translasi ke kanan. Adapun gaya 2  akan menimbulkan gerakan rotasisearah dengan putaran jarum jam, dan gerakan translasi ke kanan.

    0

    v

    - v

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    13/52

    12

    Gambar 2.6. Ilustrasi Benda yang Diberi Gaya Berbeda

    Untuk kedua contoh di atas, dapat dilihat bahwa disamping memiliki

    kecenderungan untuk menggerakkan benda searah dengan garis kerjanya, gaya

     juga memiliki kecenderungan untuk memutar (merotasikan) benda terhadap suatu

    sumbu. Kecenderungan merotasikan benda ini disebut sebagai momen dari gaya

    tersebut. Arah rotasi benda bergantung pada jarak titik tangkap gaya itu bekerja

    terhadap suatu sumbu, atau yang lebih dikenal dengan sebutan titik acuan. Hal

    terpenting untuk mempelajari gerak rotasi benda adalah memilih titik acuan.

    Jika suatu gaya bekerja pada benda kaku yang berpusat pada sebuah

    sumbu, benda itu cenderung berotasi pada benda tersebut. Kecenderungan suatu

    gaya untuk merotasi sebuah benda terhadap sumbu tertentu diukur dengan besaran

    vektor yang disebut torsi. Secara matematis momen sebuah gaya dituliskan

    sebagai:

    = ×  

    =

     ×

     

     

    = ×       =    (  ×  )     =  ×  ×   +   ×  

       

    Karena

     

     

     

     

    dt 

    r d    = 0, maka , 

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    14/52

    13

    =

     ×

     ×

     

     

    =  •    −   (•)     

    Karena r  tegak lurus dengandt 

    d  , maka r 

    dt 

    d r   

     

     

     

        

     = 0, sehingga:

    = − (•)     

    = −  2

    ∝ 

    = −  2 ∝   merupakan persamaan pada gerak melingkar dan hasil persamaan bisa negatif atau positif tergantung dengan arah putarannya. Persamaan

    momen gaya biasa ditulis sebagai berikut:

      = ×     =    n 

    dengan :

    τ

       : momen gaya (Nm)

      : gaya (N)  : sudut yang dibentuk oleh gaya dengan lengan gaya

    r sin    : lengan momen

    n   : normal satuanGaya dapat menyebabkan perubahan dalam gerak linier, seperti yang

    dijelaskan oleh Hukum II Newton. Gaya juga, dapat menyebabkan perubahan

    dalarn gerak rotasi, tetapi efektifitas gaya dalam menyebabkan perubahantergantung pada gaya dan lengan momen. Gabungan inilah yang disebut torsi. Torsi

    memiliki satuan gaya kali panjang-newton.meter (N.m). (Serway, 2010: 465).

    7.  Aplikasi Momen Gaya

    Untuk membuat sebuah benda mulai berotasi sekitar sumbu jelas

    diperlukan gaya. Arah gaya mempengaruhi sebuah benda melakukan rotasi.

    Sebagai contoh dalam Fisika yang diterapkan dalam kehidupan sehari-hari adalah

    Pengungkit yang sering disebut dengan tuas .

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    15/52

    14

    Tuas atau pengungkit adalah salah satu pesawat sederhana yang digunakan

    untuk mengubah efek atau hasil dari suatu gaya. Hal ini dimungkinkan terjadi

    dengan adanya sebuah batang ungkit dengan titik tumpu, titik gaya, dan titik beban

    yang divariasikan letaknya. Tuas dibuat dari sebatang benda yang keras (seperti

     balok kayu, batang bambu, atau batang logam) yang digunakan untuk mengangkat

    atau mencongkel benda.

    Gambar 2.7. Tuas atau Pengungkit

    Kalau kita akan mengangkat benda dengan menggunakan tuas, maka kita

    harus meletakkan benda di salah satu ujung pengungkit (tuas) kemudian memasang

     batu atau benda apa saja sebagai penumpu dekat dengan benda seperti pada

    gambar. Selanjutnya tangan kita memegang ujung batang pengungkit dan menekan

     batang pengungkit tersebut secara perlahan-lahan sampai benda dapat diangkat atau

     bergeser. Dengan menggunakan tuas semakin jauh jarak kuasa terhadap titik

    tumpu, maka semakin kecil gaya yang diperlukan untuk mengangkat beban,dari

     penjelasan diatas tuas termasuk salah satu aplikasi momen gaya dalam Fisika

    B. 

    Kerangka Berpikir

    Segala sesuatu yang telah diketahui tentang dunia Fisika dan tentang

     prinsip yang mengatur sifat-sifat yang dipelajari melalui percobaan atau praktikum,

    yaitu dengan pengamatan terhadap gejala-gejala alam. Gejala-gejala alam yang

    sukar ditemukan, yang tidak bisa diamati dari dekat dan sulit diamati dengan indera

    mata, dibuat modelnya dalarn laboratorium. Kondisi-kondisinya diatur sedemikian

    hingga sesuai dengan gejala alam yang sebenamya serta proses dan hasilnya

    diamati atau diukur kemudian hasil pengukuran itu diolah. Dari hasil pengolahan

    r

     

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    16/52

    15

    inilah dapat ditarik kesimpulan apakah suatu teori memiliki kebenaran sesuai

    dengan gejala alam atau tidak.

    Untuk dapat memberikan penjelasan yang lebih baik mengenai praktikum

    "Momen Gaya" dapat digunakan bantuan praktikum.. Kerangka berfikir dari

    eksperimen ini dapat dilihat pada Gambar 2.8.

    Gambar 2.8 Bagan Kerangka Berpikir

    τ    = r F sin θ Materi Fisika

    Momen Gaya

    Pembuatan Alat Praktikum

    Momen Gaya

    Alat Praktikum Fisika

    Momen Gaya

    Pengujian Alat Praktikum Fisika

    Momen Gaya

    Materi Fisika

    Gerak Benda Tegar

    Materi Fisika

    Vektor

    Materi Fisika

    Benda Tegar

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    17/52

    16

    BAB III

    METODOLOGI PENELITIAN 

    A.  Tempat dan Waktu Penelitian

    1.  Tempat Penelitian

    Penelitian dilaksanakan di Bengkel Program Studi Fisika Fakultas

    Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta.

    2.  Waktu Penelitian

    Penelitian ini dilaksanakan pada bulan September tahun 2012.

    B.  Metode Penelitian

    Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian mata kuliah

    Eksperimen Fisika II ini adalah metode eksperimen. Metode ekperimen ini ini

    untuk menunjukkan momen gaya, gaya, dan sudut dengan beban tertentu

    C.  Alat dan Bahan

    Alat, bahan, beserta fungsinya yang digunakan dalam eksperimen

     penentuan besarnya momen gaya terdapat dalam Tabel 3.1 berikut ini.

    Tabel 3.1 Alat, Bahan, dan Fungsi Alat Eksperimen Penentuan

    Besarnya Momen Gaya.

     No. Nama Bahan Gambar Fungsi

    a. Papan kayu Tempat merangkai alat.

     b. 

    Cakram

    derajat

    Menunjukan besar sudut yang

    dibentuk.

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    18/52

    17

    c. 

    Balok kayu Menunjukan besar sudut yangdibentuk.

    d.  Ruji motor Lengan gaya.

    e.   Neraca PegasMengukur besarnya gaya yang

    dihasilkan benda

    f.  Benang

    Penghubung antara neraca pegas

    dengan lengan gaya

    g.  Katrol Mengurangi gaya gesek pada

     benang

    h.  Pengait

     bebanMengaitkan beban

    i.  Beban Variabel beban.

     j.  laker Memutar lengan gaya.

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    19/52

    18

    1.  Desain Alat Penentuan Momen Gaya 

    Gambar 3.1 Desain Alat Penentuan Momen Gaya.

    D.  Prosedur Pembuatan Alat Praktikum

    Langkah-langkah pembuatan alat praktikum untuk menentukan besarnya

    momen gaya (torsi) sebagai berikut :

    1. 

    Sediakan alat dan bahan yang dibutuhkan untuk pembuatan alat eksperimen

     penentuan besarnya momen gaya !

    2.  Merangkai papan kayu dengan balok kayu agar papan kayu berdiri horisontal

    dengan balok kayu sebagai tumpuan !

    3. 

    Melubangi papan kayu untuk tempat laker yang berfungsi memutar ruji

    sebagai lengan gaya!

    4.  Memasang laker tepat pada papan kayu yang sudah dilubangi!

    5. 

    Menempelkan cakram derajat pada papan kayu dengan lubang laker sebagai pusat cakram derajat

    6.  Memasang ruji pada papan kayu tepat pada laker yang sudah dipasang.

    7. 

    Memasang katrol sejajar horisontal sebelah kanan dengan jarak 15 cm dari

    ruji yang sudah dipasang horisotal !

    8. 

    Memasang neraca pegas sejajar vertikal sebelah atas dengan jarak 15 cm dari

    katrol yang sudah dipasang !

    1

    23

    4

    5

    6

    7

    Keterangan :

    1. 

     Neraca Pegas

    2.  Katrol

    3. 

    Benang

    4. 

    Cakram Derajat

    5.  Pengungkit

    6. 

    Pengait Beban

    7.  Papan Kayu

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    20/52

    19

    9. 

    Dari langkah diatas akan menghasilkan alat seperti gambar berikut.

    Gambar 3.2 Alat Penentuan Momen Gaya 

    E.  Prosedur Praktikum

    Langkah-langkah praktikum untuk menentukan besarnya momen gaya

    (torsi) sebagai berikut :

    1.  Sediakan alat dan bahan yang dibutuhkan untuk eksperimen penentuan

     besarnya momen gaya!

    2. 

    Susunlah alat seperti pada Gambar 3.2!

    3.  Pasang beban yang ditentukan pada pengait beban yang sudah dirangkai pada

    alat!

    4. 

    Amati sudut yang terbentuk oleh lengan gaya dengan melihat busur derajat

    dan besar gaya yang dihasilkan oleh beban dengan membaca pada neraca

     pegas yang terangkai di alat!

    5. 

    Ulangi percobaan 3-4 sampai 10 kali

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    21/52

    20

    6. 

    Catatlah hasil eksperimen dalam data pengamatan !

    Tabel 3.2 Data Pengamatan Percobaan Penentuan Besarnya

    Momen Gaya

     No. r  (cm) m (gram)  F  (N)  (° )  γ =(90-θ) 

    1.

    2.

    3.

    4.

    5.

    dst.

    7. 

    Ulangi langkah 3-5 dengan beban yang berbeda!

    8.  Masukkan data pengamatan seperti pada Tabel 3.2 !

    F.  Teknik Analisis Data

    Dalam penelitian ini, teknik analisis data menggunakan standar deviasi

     berdasarkan data pengamatan kemudian dibandingkan secara teori dengan

    menggunakan perumusan Fisika. Analisis data percobaan dengan standar deviasi

    dan diferensial parsial, berdasarkan data pengamatan sebagai berikut :

    1.  Menetukan gaya yang diberikan beban pada lengan gaya.

    a.  Untuk menentukan besarnya gaya yang diberikan beban pada lengan

    dilakukan pengukuran berulang-ulang sehingga datanya dapat dicari

    dengan reratanya dengan menggunakan rumus :

    dengan :

    1,2,… ,   = besarnya gaya yang diberikan beban padalengan gaya data ke-1,2,..n

    (N)

     F   = besarnya gaya yang diberikan beban pada

    lengan gaya rata-rata

    (N)

     Σ   = jumlah gaya yang diberikan beban pada lengan

    gaya(N)

    n = banyaknya data penelitian (N)

    n

     F 

    n

     F  F  F  F  F 

      n   ......321

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    22/52

    21

     b. 

    Selanjutnya menghitung simpangan dari pengukuran gaya yang diberikan

     beban pada lengan gaya dengan standar deviasi dengan menggunakan

    rumus berikut :

    1

    122

      n

     F  F n

    n F   

    c.  Menghitung kesalahan relatif pengukuran yaitu dengan perumusan sebagai

     berikut :

    %100

     F 

     F  KR  

    d. 

    Hasil pengukuran gaya yang diberikan beban pada lengan gaya yangdilaporkan:

    m F  F     

    2.  Menentukan sudut yang dibentuk lengan gaya akibat diberi beban

    a. 

    Untuk sudut yang dibentuk lengan gaya akibat diberi beban dilakukan

     pengukuran berulang-ulang sehingga datanya dapat dicari dengan

    reratanya dengan menggunakan rumus :

    nn

    n

     

       

          ......321  

    dengan :

    321 .,..,,         = sudut yang dibentuk lengan gaya akibat diberi

     beban data ke-1,2,..n(0)

        = sudut yang dibentuk lengan gaya akibat diberi

     beban rata-rata(0)

        = jumlah sudut yang dibentuk lengan gaya akibat

    diberi beban(°)

    n = banyaknya data penelitian (°)

     b.  Selanjutnya menghitung simpangan dari pengukuran sudut yang dibentuk

    lengan gaya akibat diberi beban  dengan standar deviasi dengan

    menggunakan rumus berikut :

    1

    122

      n

    n

    n

         

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    23/52

    22

    c. 

    Menghitung kesalahan relatif pengukuran yaitu dengan perumusan sebagai

     berikut :

    %100

     

      KR  

    d. 

    Hasil pengukuran simpangan dari pengukuran sudut yang dibentuk lengan

    gaya akibat diberi beban yang dilaporkan:

    0       3.  Menghitung besarnya momen gaya benda dengan perumusan:

    a. 

    Menghitung besarnya momen gaya yang diberi beban tertentu dengan

     perumusan :

       sin F r   dengan :

        = besarnya momen gaya (Nm)

      = besarnya gaya (N)

    r = lengan gaya (m)

      = sudut yang dibentuk lengan gaya ( )

     b.  Mencari nilai ∆τ    dengan penurunan perumusan momen gaya benda dengan

    menggunakan persamaan diferensial parsial sebagai berikut :

    22

    2

    2

    2

    2

        

         

     

      

     

     

      

     

     

      

     

      F  F 

     F r 

    r  

    karena  konstan, maka = 0. 

    Maka untuk :

    2

    22

     sin

    sin

     F r 

     F 

     F 

     F r  F 

     F 

     

     

     

     

     

     

     

     

     

      

     

    Sedangkan untuk:

    2

    2

     cos 

    sin

      

      

     

     

     

     

      

     

     

      

     

     F r 

     F r  F 

     

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    24/52

    23

    Jadi,

    2222

    2222

    2

    2

    2

    2

    2

    2

     cos sin

    cos sin0

     

        

        

          

      

      

      

      

      

      

     F r  F r 

     F r  F r 

     F 

     F 

    r r 

     

    c. 

    Menghitung kesalahan relatif pengukuran yaitu dengan perumusan sebagai

     berikut : 

    %100

     

      KR  

    d.  Hasil pengukuran besarnya momen gaya yang diberi beban tertentu yang

    dilaporkan:

          Nm 

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    25/52

    24

    BAB IV

    HASIL PRAKTIKUM

    A.  Deskripsi Data

    Dari percobaan yang telah dilakukan dapat ditabulasikan datanya sebagai

     berikut :

    1. Beban 1, m = 11,98 gram, r  = 13 cm

    Tabel 4.1 Data Percobaan untuk Beban 1

     

    No.  (N)   (0)  )90(         

    1 0,125 23 67

    2 0,125 24 66

    3 0,125 23 67

    4 0,125 22 68

    5 0,125 23 67

    6 0,125 22 68

    7 0,125 23 67

    8 0,125 23 67

    9 0,125 23 67

    10 0,150 23 67

    2. Beban 2, m = 16,98 gram, r  = 13 cm

    Tabel 4.2 Data Percobaan untuk Beban 2

     

    No  (N)  (0) )90(         

    1 0,150 26 64

    2 0,175 27 63

    3 0,175 26 64

    4 0,175 27 635 0,175 27 63

    6 0,175 27 63

    7 0,175 27 63

    8 0,175 28 62

    9 0,200 26 64

    10 0,200 27 63

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    26/52

    25

    3. Beban 3, m = 21,98 gram, r  = 13 cm

    Tabel 4.3 Data Percobaan untuk Beban 3

    No  (N)  (0) )90(         

    1 0,225 31 59

    2 0,225 32 58

    3 0,225 31 59

    4 0,225 31 59

    5 0,225 31 59

    6 0,225 31 59

    7 0,225 31 59

    8 0,225 32 58

    9 0,250 32 58

    10 0,250 32 58

    4. Beban 4, m = 26,98 gram, r  = 13 cm

    Tabel 4.4 Data Percobaan untuk Beban 4

    No  (N)  (0) )90(         

    1 0,250 37 53

    2 0,250 37 53

    3 0,275 38 52

    4 0,275 37 53

    5 0,275 37 53

    6 0,275 37 53

    7 0,275 37 53

    8 0,275 36 54

    9 0,275 36 54

    10 0,300 36 54

    B.  Analisis Data

    Dari data penelitian dilakukan analisis data secara kuantitatif untuk

    mengetahui besar gaya, sudut dan momen gaya benda. Analisis data yang

    digunakan adalah standar deviasi dan persamaan diferensial parsial, sebagaimana

    telah dituliskan pada BAB III. Analisis data selengkapnya ada pada lampiran

    analisis data.

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    27/52

    26

    Dari hasil data pengamatan kemudian data dihitung dengan persamaan

    yang telah ditentukan dan mendapat hasil seperti Tabel 4.5 berikut :

    Tabel 4.5 Data Perhitungan

    (gram)r (m)

    Hasil penelitian

     F  (N) )(0     τ     (Nm) 

    11,98 0,13 )0025,01275,0(     )36,010,67(     -210)1,05,1(    

    16,98 0,13 )004,0177,0(     )200,0200,63(     -210)1,01,2(    

    21,98 0,13 )003,0230,0(     10)5,09,5(     -210)3,06,2(    

    26,98 0,13 )004,0277,0(     )200,0200,53(     -210)5,09,2(    

    C.  Pembahasan

    Berdasarkan hasil analisis data yang telah dilakukan maka, pembahasan

    dalam penelitian ini adalah :

    1. 

    Desain alat yang digunakan untuk menghitung besarnya momen gaya pada

     posisi sudut tertentu adalah sebagai berikut :

    Gambar 4.1 Desain Alat Percobaan

    2.  Dari data yang diperoleh dari hasil perhitungan dimasukkan ke dalam rumus

     berikut :

      =     

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    28/52

    27

    Dari persamaan di atas, dapat dihitung besarnya momen gaya (torsi) benda

    tersebut.

    3.  Percobaan dilakukan dengan variasi beban, beban yang digunakan sebanyak

    empat beban yang berbeda. Setelah itu dilakukan perhitungan yang

    menghasilkan momen gaya (torsi) seperti pada Tabel 4.6 berikut:

    Tabel 4.6 Data Perhitungan Torsi

    Beban Massa (gram) Torsi (Nm)

    1 11,98 -210)1,05,1(    

    2 16,98 -210)1,01,2(    

    3 21,98 -210)3,06,2(    

    4 26,98 -210)5,09,2(    

    Berdasarkan data pengamatan dan analisis data yang telah diperoleh, ada

    nilai momen gaya menghasilkan kesalahan relatif yang cukup besar, Hal ini

    disebabkan oleh beberapa faktor antara lain :

    1.  Kekurang tepatan peneliti saat melakukan pengukuran sehingga diperlukan

    kecermatan dan ketepatan dalam pengambilan data.

    2. 

    Kesalahan paralaks dalam pembacaan skala pengukuran sehingga diperlukan

    kecermatan dan ketepatan dalam pembacaan skala pengukuran.

    3.  Skala pada neraca pegas yang terlalu besar sehingga membuat gaya yang

    dihasilkan benda kurang teliti

    4.  Adanya gesekan pada pada laker yang menyebabkan lengan gaya pada alat

    kurang bekerja dengan baik  

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    29/52

     

    28

    BAB V

    KESIMPULAN DAN SARAN

    A.  Kesimpulan

    Berdasarkan analisis data dan pembahasan, maka dapat disimpulkan

    sebagai berikut:

    1. 

    Desain alat yang digunakan untuk menghitung momen gaya pada posisi sudut

    tertentu yaitu dengan mengetahui panjang lengan gaya, gaya yang dihasilkan

     beban tertentu dan yang dibentuk oleh lengan gaya yang di beri beban.

    2. 

    Untuk mengetahui cara menentukan momen gaya dengan variasi beban dan

     posisi sudut yang dibentuk dari data yang diperoleh dari hasil perhitungan

    dimasukkan ke dalam rumus berikut:

    =     

    Dari persamaan di atas, diperoleh momen gaya (torsi) benda tersebut.

    3.  Percobaan dilakukan dengan variasi beban, beban yang digunakan sebanyak

    empat beban yang berbeda. dan setelah itu dilakukan perhitungan yang

    menghasilkan momen gaya (torsi) sebagai berikut:

    Beban Massa (gram) Torsi (Nm)

    1 11,98 -210)1,05,1(    

    2 16,98 -210)1,01,2(    

    3 21,98 -210)3,06,2(    

    4 26,98 -210)5,09,2(    

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    30/52

      29

    B.  Saran

    Berdasarkan hasil percobaan yang telah dilakukan ”Penentuan Momen

    Gaya” maka disarankan beberapa hal sebagai berikut:

    1. 

    Alat yang telah di buat sebaiknya digunakan untuk alat demonstrasi karena

    apabila digunakan sebagai alat praktikum kurang cocok dengan hasil kesalahan

    relatif yang cukup besar.

    2. 

    Alat ini hanya dapat digunakan untuk mengukur momen gaya saja.

    3.  Bagi mahasiswa yang lain dapat membuat alat penentuan momen gaya yang

    lain yang hasilnya dapat lebih akurat.

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    31/52

    30

    DAFTAR PUSTAKA

    Aturan Angka Penting. 2011. Diperoleh 6 November 2012, dari

    http://www.pendfisikaunlam.blogspot.com/aturan-angka-penting.html

    Giancoli, Douglas C. 2001.  Fisika Jilid 1 Edisi Kelima (diterjemahkan oleh Dra.

    Yuhilza Hanum, M.Eng). Jakarta: Erlangga

    Raharjo,T., Radiyono,Y. 2008. Fisika Mekanika. Surakarta : UNS Press. 

    Serway, Raymond A. dan John W. Jewett. 2004.  Physics for Scientists and

     Engineers (6 th Edition). USA: Thompson Brooks/Cole

    Tim Praktikum Fisika Dasar II. 2012.  Buku Panduan Praktikum Fisika Dasar II .

    Surakarta : UNS Press. 

    http://www.pendfisikaunlam.blogspot.com/aturan-angka-penting.htmlhttp://www.pendfisikaunlam.blogspot.com/aturan-angka-penting.html

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    32/52

    31

    LAMPIRAN

    Lampiran 1

    ATURAN ANGKA PENTING

    A.  Penulisan Angka Penting

    Penulisan angka penting ternyata memberikan implikasi yang amat

     berharga. Untuk mengidentifikasi apakah suatu angka tertentu termasuk angka

     penting atau bukan, dapat diikuti beberapa kriteria di bawah ini:

    1.  Semua angka bukan nol termasuk angka penting.

    Contoh: 2,45 memiliki 3 angka penting.2.  Semua angka nol yang tertulis setelah titik desimal termasuk angka

     penting.

    Contoh: 2,60 memiliki 3 angka penting

    16,00 memiliki 4 angka penting.

    3.  Angka nol yang tertulis di antara angka-angka penting (angka-angka

     bukan nol), juga termasuk angka penting.

    Contoh: 305 memiliki 3 angka penting.

    20,60 memiliki 4 angka penting.

    4.  Angka nol yang tertulis sebelum angka bukan nol dan hanya berfungsi

    sebagai penunjuk titik desimal, tidak termasuk angka penting.

    Contoh: 0,5 memiliki 1 angka penting.

    0,0860 memiliki 3 angka penting.

    B.  Perhitungan dengan Angka Penting

    Setelah mencatat hasil pengukuran dengan tepat, diperoleh data-data

    kuantitatif yang mengandung sejumlah angka-angka penting. Sering kali,

    angka-angka tersebut harus dijumlahkan, dikurangkan, dibagi, atau dikalikan.

    Ketika mengoperasikan angka-angka penting hasil pengukuran, hasil yang

    didapatkan melalui perhitungan tidak mungkin memiliki ketelitian melebihi

    ketelitian hasil pengukuran.

    1.  Penjumlahan dan pengurangan

    Bila angka-angka penting dijumlahkan atau dikurangkan, maka hasil

     penjumlahan atau pengurangan tersebut memiliki ketelitian sama dengan

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    33/52

    32

    ketelitian angka-angka yang dijumlahkan atau dikurangkan, yang paling

    tidak teliti.

    Contoh:

    24,681 ketelitian hingga seperseribu

    2,34 ketelitian hingga seperseratus

    3,2 ketelitian hingga sepersepuluh

    2.  Perkalian dan pembagian 

    Bila angka-angka penting dibagi atau dikalikan, maka jumlah angka

     penting pada hasil operasi pembagian atau perkalian tersebut paling

     banyak sama dengan jumlah angka penting terkecil dari bilangan-bilangan

    yang dioperasikan.

    Contoh:

    3,22 cm x 2,1 cm = 6,762 cm2, maka ditulis 6,8 cm2 

    C.  Aturan pembulatan angka-angka penting 

    Pada perhitungan yang melibatkan angka penting tidak dapat

    diperlakukan sama seperti operasi matematik biasa. Ada beberapa aturan yangharus diperhatikan, sehingga hasil perhitungannya tidak memiliki ketelitian

    melebihi ketelitian hasil pengukuran yang dioperasikan. Ketika hasil perhitungan

    memiliki ketelitian melebihi hasil pengukuran maka perlu adanya pembulatan

    angka-angka penting. Aturan pembulatan angka-angka penting antara lain:

    1.  Angka kurang dari 5, dibulatkan ke bawah (ditiadakan)

    Contoh: 12,74 dibulatkan menjadi 12,7

    2.  Angka lebih dari 5, dibulatkan ke atas

    Contoh: 12,78 dibulatkan menjadi 12,8

    3. 

    Angka 5, dibulatkan ke atas bila angka sebelumnya ganjil dan ditiadakan

     bila angka sebelumnya genap.

    Contoh: 12,75 dibulatkan menjadi 12,8

    12,65 dibulatkan menjadi 12,6

    (www.pendfisikaunlam.blogspot.com) 

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    34/52

    33

    Lampiran 2

    PERHITUNGAN GAYA YANG DIPEROLEH AKIBAT LENGAN GAYA

    DIBERI BEBAN ( F )

    a.  Beban 1, m = 11,98 gram

    Tabel 1.1. Data Pengamatan F Penelitian momen gaya dengan

    Sudut tertentu

     No. F (N) F2 (N  )

    1. 

    0,125 0,0156252.  0,125 0,015625

    3.  0,150 0,0225

    4.  0,125 0,015625

    5.  0,125 0,015625

    6.  0,125 0,015625

    7.  0,125 0,015625

    8. 

    0,125 0,0156259.  0,125 0,015625

    10.  0,125 0,015625

     N=5 F =1,275 F2  =0,163125

    a.  Menghitung gaya benda rata-rata (  F  )

     N1275,0

    10

    275,1

     F 

     F 

     N 

     F  F 

     

     b.  Menghitung simpangan gaya benda (   F  )

    1

     12

    2

    n

     F  F n

    n F   

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    35/52

    34

    110

    275,1 )163125,0(10 

    10

    12

     F   

    9

    (1,625625) 63125,1 

    10

    1    F   

    9

    005625,0 

    10

    1 F   

    ,0006250 10

    1 F   

    ,0250 10

    1

     F   

     N0025,0 F   

    c.  Menghitung kesalahan relatif (KR)

    %100

     F 

     F  KR  

    %1001275,0

    0025,0 KR  

    %909090,0 KR 

    d.  Hasil yang dilaporkan

    Berdasarkan aturan angka penting, untuk kesalahan relatif sebesar

    %909090,0  maka hasil yang dilaporkan menggunakan 4 angka penting.

    Sehingga hasil yang dilaporkan  N 0,0025)±(0,1275   F  F   

    b. 

    Beban = 16,98 gramTabel 1.1. Data Pengamatan F Penelitian momen gaya dengan

    Sudut tertentu

     No. F (N) F2 (N )

    1.  0,175 0,030625

    2.  0,175 0,030625

    3.  0,175 0,030625

    4.  0,175 0,030625

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    36/52

    35

    5.  0,150 0,0225

    6.  0,175 0,030625

    7.  0,175 0,030625

    8.  0,200 0,04

    9.  0,200 0,04

    10.  0,175 0,030625

     N=5 F =1,775 F2  =0,316875

    a. 

    Menghitung gaya benda rata-rata (  F  )

     N1775,0

    10

    775,1

     F 

     F 

     N 

     F  F 

     

     b. 

    Menghitung simpangan gaya benda (   F  )

    1

     12

    2

    n

     F  F n

    n F  

    110

    775,1 )316875,0(10 

    10

    12

     F   

    9

    (3,150625) 16875,3 

    10

    1    F   

    9

    0,018125 

    10

    1 F   

    0,00201388 10

    1 F   

    0,044876 10

    1 F   

     N 0,0044876 F   

    c.  Menghitung kesalahan relatif (KR)

    %100

     F 

     F  KR  

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    37/52

    36

    %1001775,0

    0044976,0 KR  

    %2,52822 KR 

    d.  Hasil yang dilaporkan

    Berdasarkan aturan angka penting, untuk kesalahan relatif sebesar

    %2,52822   maka hasil yang dilaporkan menggunakan 3 angka penting.

    Sehingga hasil yang dilaporkan  N 0,004)±(0,177   F  F   

    c.  Beban 3= 21,98 gram

    Tabel 1.3. Data Pengamatan F Penelitian Gerak Parabola denganSemburan Air

     No. F (N) F2 (N )

    1. 

    0,225 0,050625

    2. 

    0,225 0,050625

    3. 

    0,225 0,050625

    4. 

    0,225 0,050625

    5. 

    0,250 0,0625

    6.  0,225 0,050625

    7.  0,250 0, 0625

    8.  0,225 0,050625

    9.  0,225 0,050625

    10.  0,225 0,050625

     N=5 F =2,30 F2  =0,53

    a.  Menghitung gaya benda rata-rata (  F  )

     N23,0

    10

    3,2

     F 

     F 

     N 

     F  F 

     

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    38/52

    37

     b. 

    Menghitung simpangan gaya benda (   F  )

    1

     1 22

    n

     F  F n

    n F   

    110

    3,2 )53,0(10 

    10

    12

     F   

    9

    (5,29) 3,5 

    10

    1    F   

    9

    01,0 

    10

    1 F   

    ,0011110 10

    1 F   

    16670,03333333 10

    1 F   

     N316670,00333333 F   

    c. 

    Menghitung kesalahan relatif (KR)

    %100

     F 

     F  KR  

    %10023,0

     316670,00333333 KR

     

    1,44927% KR 

    d. 

    Hasil yang dilaporkanBerdasarkan aturan angka penting, untuk kesalahan relatif sebesar

    1,44927%   maka hasil yang dilaporkan menggunakan 3 angka penting.

    Sehingga hasil yang dilaporkan  N 0,003)±(0,230   F  F  

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    39/52

    38

    d.  Beban = 26,98 gram

    Tabel 1.1. Data Pengamatan F Penelitian momen gaya dengan

    Sudut tertentu

     No. F (N) F2 (N2)

    1. 

    0,275 0,075625

    2. 

    0,275 0,075625

    3.  0,275 0,075625

    4. 

    0,250 0,0625

    5. 

    0,250 0,0625

    6. 

    0,275 0,075625

    7. 

    0,300 0,090

    8. 

    0,275 0,075625

    9.  0,275 0,075625

    10.  0,275 0,075625

     N=10 F =2,775 F2  =0,744375

    a.  Menghitung gaya benda rata-rata (  F  )

     N  F 

     F 

     N 

     F  F 

     2775,0

    10

    775,2

     

     b.  Menghitung simpangan gaya benda (   F  )

    9

    0,018125 

    10

    1

    9

    7,425625-7,44375 

    10

    1

    110

    775,2 )743775,0(10 

    10

    1

    1

     1

    2

    22

     F 

     F 

     F 

    n

     F  F n

    n F 

     

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    40/52

    39

     N73290,00448763

    3290,04487637 10

    1

    8880,00201388 10

    1

     F 

     F 

     F 

     

    c.  Menghitung kesalahan relatif (KR)

    %100

     F 

     F  KR  

    %100

    2775,0

     73290,00448763 KR  

    1,646839% KR 

    d. 

    Hasil yang dilaporkan

    Berdasarkan aturan angka penting, untuk kesalahan relatif sebesar

    1,646839%  maka hasil yang dilaporkan menggunakan 3 angka

     penting. Sehingga hasil yang dilaporkan

     N 0,004)±(0,277   F  F  

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    41/52

    40

    Lampiran 3

    PERHITUNGAN SUDUT YANG DIPEROLEH AKIBAT LENGAN GAYA

    DIBERI BEBAN ()

    a.  Beban 1 = 11,98 gram

    Tabel 1.1. Data Pengamatan θ Penelitian momen gaya dengan

    Sudut tertentu

     No. θ ( ) θ2 ( )

    1. 

    23 529

    2. 

    24 576 

    3.  23 529 

    4.  22 484 

    5.  23 529 

    6.  22 484 

    7.  23 529 

    8.  23 529 

    9.  23 529 

    10.  23  529 

     N=5 θ =229 θ2  =5247

    a. 

    Menghitung sudut yang diperoleh akibat lengan gaya diberi beban rata-

    rata (  )

    022,9

    10

    229

     

     

      

    n

      b.  Menghitung simpangan sudut yang diperoleh akibat lengan gaya diberi

     beban (     )

    1

     122

    n

    n

    n

         

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    42/52

    41

    110

    229 )5247(10 

    10

    12

       

    9

    52441 52470 

    10

    1      

    9

    29 

    10

    1   

    3,2222222 10

    1   

    51,79505493 10

    1

       

    3500,17950549   

    c.  Menghitung kesalahan relatif (KR)

    %100

     

      KR  

    %10022,9

    350,17950549 KR  

    39%0,78386678 KR  

    d.  Hasil yang dilaporkan

    Berdasarkan aturan angka penting, untuk kesalahan relatif sebesar

    39%0,78386678   maka hasil yang dilaporkan menggunakan 4 angka

     penting. Sehingga hasil yang dilaporkan 0 0,17)±(22,90        

    b.  Beban = 16,98 gram

    Tabel 1.1. Data Pengamatan θ Penelitian momen gaya dengan

    Sudut tertentu

     No. θ ( ) θ2 ( )

    1.  27 729

    2.  26  676 

    3.  27  729 

    4.  27  729 

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    43/52

    42

    5.  26  676 

    6.  27  729 

    7.  28  784 

    8.  26  676 

    9.  27  729 

    10.  27  729 

     N=5 θ =268 θ2  =7184

    a. 

    Menghitung sudut yang diperoleh akibat lengan gaya diberi beban rata-

    rata (  )

    n

         

    10

    268   

    026,8   

     b.  Menghitung simpangan sudut yang diperoleh akibat lengan gaya diberi

     beban (     ).

    1

     122

    n

    n

    n

         

    110

    229 )1847(10 

    10

    12

       

    9

    71824 71840 

    10

    1      

    9

    16 

    10

    1   

    1,7777778 10

    1   

    42)(1,3333333 10

    1   

    0420,13333333   

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    44/52

    43

    c. 

    Menghitung kesalahan relatif (KR)

    %0,49251244=KR 

    %10026,8

    420,13333333

    %100

     KR

     KR 

     

     

    d. 

    Hasil yang dilaporkan

    Berdasarkan aturan angka penting, untuk kesalahan relatif sebesar

    %0,49251244   maka hasil yang dilaporkan menggunakan 4 angka

     penting. Sehingga hasil yang dilaporkan 0 0,133)±(26,800         

    c.  Beban = 21,98 gram

    Tabel 1.1. Data Pengamatan θ Penelitian momen gaya dengan

    Sudut tertentu

     No. θ (0) θ2 (

    0)

    1.  31 961

    2. 

    32 1024

    3.  31 961

    4.  31 961

    5.  32 1024

    6. 

    31 961

    7. 

    32 1024

    8.  31 961

    9. 

    31 961

    10. 

    32  1024

     N=5 θ =314 θ2  =9862

    a.  Menghitung sudut yang diperoleh akibat lengan gaya diberi beban rata-

    rata (  ) .

     N 

         

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    45/52

    44

    10

    314   

    04,13   

     b. 

    Menghitung simpangan sudut yang diperoleh akibat lengan gaya diberi

     beban (     ).

    1

     122

    n

    n

    n

         

    110

    314 )9862(10 

    10

    12

       

    9

    98596 98620 

    10

    1      

    9

    24 

    10

    1   

    2,66666667 10

    1   

    21,63299316 10

    1

       

    0620,16329931   

    c.  Menghitung kesalahan relatif (KR) 

    %100

     

      KR

     

    %10031,4

    620,16329931 KR  

    65%0,52006151=KR   

    d.  Hasil yang dilaporkan

    Berdasarkan aturan angka penting, untuk kesalahan relatif sebesar

    39%0,78386678   maka hasil yang dilaporkan menggunakan 4 angka

     penting. Sehingga hasil yang dilaporkan 0 0,16)±(31,40        

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    46/52

    45

    d.  Beban = 26,98 gram

    Tabel 1.1. Data Pengamatan θ Penelitian Gerak Parabola dengan

    Semburan Air

     No. θ ( ) θ2 ( )

    11.  38 1444

    12.  37 1369

    13. 

    37 1369

    14.  37 1369

    15.  37 1369

    16.  37 1369

    17.  36 1296

    18.  37 1369

    19.  36 1296

    20.  36  1296

     N=5 θ =368 θ2  =13546

    a. 

    Menghitung Sudut yang diperoleh akibat lengan gaya diberi beban rata-

    rata (  ) .

    n

         

    10

    368   

    036,8   

     b. 

    Menghitung simpangan sudut yang diperoleh akibat lengan gaya diberi

     beban (     ).

    1

     122

    n

    n

    n

         

    110

    368 )13546(10 

    10

    12

       

    9

    135424 135460

     10

    1      

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    47/52

    46

    9

    36 

    10

    1   

    4 10

    1   

    (2) 10

    1   

    00,2   

    c.  Menghitung kesalahan relatif (KR)

    %100

     

      KR  

    %10036,8

    0,2 KR  

    %0,54347876=KR   

    d.  Hasil yang dilaporkan

    Berdasarkan aturan angka penting, untuk kesalahan relatif sebesar

    %0,54347876   maka hasil yang dilaporkan menggunakan 4 angka

     penting. Sehingga hasil yang dilaporkan 0 0,20)±(36,80        

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    48/52

    47 

    Lampiran 4

    PERHITUNGAN BESAR MOMEN GAYA BENDA

    a.  Torsi pada Beban 1

    00,17)±(22,90 =

     N0,0025)±(0,1275 =

    m130,=cm13 =

    gram 11,98 = m

     

     F 

     

    1) Besar momen gaya benda :

    940,00644972

    01),389812395(0,1275)(0)13,0(

     22,90)(sin(0,1275))13,0(

    sin

     

     

     

         F r 

     

    2) 

     Nilai   :

        22

    2

    2

    2

    2

        

          

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

      F 

     F 

    r r 

     

        2222  cos sin0            F r  F r   

        2222  cos sin          F r  F r   

    2222 0,1722,90cos1275)((0,13)(0,+0,002522,90sin((0,13)  

    89)3131)(0,02(0,0000023+000625)8954)(0,00(0,0000255   

    37)(0,0000067+)(1,559)(10-10   

    52)(0,0000067   

    131)(0,0028872   

    3) Kesalahan relatif pengukuran 

    %100

     

      KR  

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    49/52

    48 

    %100940,00644972

    310,00288721 KR  

    %44,76 KR  

    4) Hasil yang dilaporkan

    Berdasarkan aturan angka penting, untuk kesalahan relatif sebesar %44,76  

    maka hasil yang dilaporkan menggunakan 2 angka penting. Sehingga hasil

    yang dilaporkan  Nm102,9)±(6,4 -1        

    b. Torsi pada Beban 2

    0 0,133)±(26,800 =

     N0,004)±(0,177 =

    m130,=cm13 =gram 16,98 = m

     

     F 

     

    1) Besar momen gaya benda :

       sin F r   

    26,80)(sin(0,177))13,0(   

    )4508775407(0,177)(0,)13,0(   

    070,45087754   

    2)  Nilai    :

        22

    2

    2

    2

    2

        

          

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

      F 

     F 

    r r 

     

        2222  cos sin0            F r  F r   

        2222  cos sin          F r  F r  

    2222 0,13326,8cos177)((0,13)(0,+0,00426,80sin((0,13)   

    2222 0,133850,89258581177)((0,13)(0,0,004070,45087754((0,13)    

    7689)2586)(0,01(0,0004218+016)104)(0,000(0,0034356   

    6167))(0,0000074+5496)(0,0000000   

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    50/52

    49 

    1663)(0,0000075   

    4731)(0,0027416   

    3)  Kesalahan relatif pengukuran :

    %100

     

      KR  

    %1002210,01037469

    7310,00274164 KR  

    %26,42 KR  

    4) 

    Hasil yang dilaporkan

    Berdasarkan aturan angka penting, untuk kesalahan relatif sebesar %26,42  

    maka hasil yang dilaporkan menggunakan 2 angka penting. Sehingga hasil

    yang dilaporkan  Nm0,2)±((1,0      

    c.  Torsi pada Beban 3

    0 0,16)±(31,40 =

     N0,003)±(0,230 =

    m130,=cm13 =

    gram 21,98 = m

     

     F 

     

    1) 

    Besar momen gaya benda :

       sin F r   

    31,40)(sin(0,230))13,0(   

    )5210096318(0,230)(0,)13,0(   

    2) 

     Nilai   :

        22

    2

    2

    2

    2

        

          

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

      F 

     F 

    r r 

     

        2222  cos sin0            F r  F r  

        2222  cos sin          F r  F r  

    2222 0,1631,4cos230((0,13)(0,+0,00331,4sin((0,13)   

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    51/52

    50 

    )0,16730,85355079230)((0,13)(0,)0,003180,52100963((0,13) 2222  

    )6)305)(0,025(0,0006513+00009)52251)(0,0((0,004587   

    7406)(0,0000166+4128)(0,0000000   

    1534)(0,0000167   

    398)(0,0040884   

    3)  Kesalahan relatif pengukuran :

    %22,46

    %1007990,01557818

    980,00408843

    %100

     KR

     KR

     KR

     

     

     

    4)  Hasil yang dilaporkan

    Berdasarkan aturan angka penting, untuk kesalahan relatif sebesar

    %22,46   maka hasil yang dilaporkan menggunakan 2 angka penting.

    Sehingga hasil yang dilaporkan  Nm0,4)±((1,5       

    d. Torsi pada Beban 4

    gram 16,98 = m  

    m130,=cm13 =r   

     N0,004)±(0,277 = F  

    0 0,20)±(36,80 =   

    1)  Besar momen gaya benda :

       sin F r   

    36,8)(sin(0,277))(0,13   

    985)(0,5990235(0,277))(0,13   

    9780,02157083   

  • 8/18/2019 Pembuatan Alat Praktikum Momen Gaya (TORSI)

    52/52

    51 

    2) 

     Nilai   :

        22

    2

    2

    2

    2

        

          

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

      F 

     F 

    r r 

     

        2222  cos sin0            F r  F r   

        2222  cos sin          F r  F r   

    2222

    0,2036,8cos277)((0,13)(0,+0,00436,8sin((0,13)   

    7293)(0,0057752

    5377)(0,0000333

    5675)(0,0000332+9702)(0,0000000

    ))1897)(0,04(0,0008314+00016)21468)(0,0((0,006064

    0,20090,80073137277)((0,13)(0,0,004850,59902359((0,13)2222

     

     

     

     

     

     

    3) 

    Kesalahan relatif pengukuran :

    %100

     

      KR  

    %1009780,02157083

    2930,00577527 KR  

    %26,77 KR  

    4)  Hasil yang dilaporkan

    Berdasarkan aturan angka penting, untuk kesalahan relatif sebesar

    %26,42   maka hasil yang dilaporkan menggunakan 2 angka penting.

    Sehingga hasil yang dilaporkan  Nm0,5)±(2,1