Penuntun Praktikum Fisika Dasar 1 Jurusan Fisika

P E N D A H U L U A N

Pengukuran merupakan kegiatan yang penting dalam disiplin ilmu sains. Pada modul ini dibahas mengenai pengertian pengukuran, cara menggunakan alat-alat ukur, cara menuliskan hasil pengukuran, cara mengolah hasil pengukuran, dan beberapa kegiatan pengukuran dasar yang harus dilakukan oleh mahasiswa. Setelah menyelesaikan modul ini, diharapkan mahasiswa dapat memahami konsep-konsep dasar pengukuran serta mengaplikasikannya pada kegiatan-kegiatan praktikum selanjutnya.A. Pengertian PengukuranPengukuran adalah bagian dari Keterampilan Proses Sains yang merupakan pengumpulan informasi baik secara kuantitatif maupun secara kualitatif. Dengan melakukan pengukuran, dapat diperoleh besarnya atau nilai suatu besaran atau bukti kualitatif.Contoh :Bila seseorang mengukur panjang sebuah balok dengan menggunakan mistar, maka yang diperoleh adalah besarnya panjang balok itu. Bila dua buah balok didekatkan maka hasil yang diperoleh mungkin balok yang satu lebih panjang dari balok yang lain, atau mungkin balok yang satu sama panjangnya dengan balok yang lain. Kegiatan yang pertama menghasilkan informasi kuantitatif, sedangkan kegiatan kedua menghasilkan informasi kualitatif. Demikian pula halnya bila seseorang menimbang dengan menggunakan neraca dapat pula memperoleh informasi kuantitatif maupun informasi kualitatif.Seorang pendidik dalam pembelajaran sains Fisika, tidak hanya menyampaikan kumpulan fakta-fakta akan tetapi seharusnya mengajarkan sains sebagai proses (menggunakan pendekatan proses). Oleh karena itu, melakukan percobaan atau eksperimen dalam Sains Fisika sangat penting. Melakukan percobaan dalam laboratorium, berarti sengaja membangkitkan gejala-gejala alam kemudian melakukan pengukuran. Sebelum melakukan percobaan, maka setiap orang hendaknya memahami terlebih dahulu apa yang dimaksud dengan pengukuran. Tanpa memahami pengukuran, besar kemungkinan dalam melakukan percobaan akan banyak terjadi kesalahan. Pada contoh yang telah dikemukakan di atas, panjang meteran disamakan dengan panjang balok. Artinya, panjang balok berapa kali panjang dari meteran yang digunakan. Demikian pula balok yang satu dibandingkan dengan balok yang lain. Dengan demikian, maka dapat dikatakan bahwa melakukan pengukuran adalah membandingkan antara suatu besaran dengan besaran lain yang sejenis yang dijadikan acuan. Jadi yang dibandingkan adalah besaran panjang balok dengan besaran panjang meteran ; kedua besaran ini sejenis yaitu besaran panjang dengan besaran panjang.B. Pengukuran Langsung dan Tidak LangsungDi tinjau dari cara pengukurannya, besaran-besaran fisika ada yang diukur secara langsung dan ada (lebih banyak) yang diukur secara tidak langsung. Pengukuran langsung adalah pengukuran sesuatu besaran yang tidak bergantung pada pengukuran besaran-besaran lain.Contoh : Mengukur panjang tongkat dengan mistar, Mengukur waktu dengan stopwatch/stopclock.Jadi pengukuran suatu besaran secara langsung adalah membandingkan besaran tersebut secara langsung dengan suatu besaran acuan. Pengukuran tidak langsung adalah pengukuran besaran fisika dengan cara tidak langsung membandingkannya dengan besaran acuan, akan tetapi dengan besaran-besaran lain.Contoh : Mengukur suhu dengan cara mengukur perubahan volume air raksa, Mengukur berat benda dengan cara mengukur pertambahan panjang pegas, Mengukur kecepatan, kalor, dll.Semuanya merupakan pengukuran tidak langsung.C. Ketepatan dan Ketelitian Pengukuran1. Ketepatan (Keakuratan)Jika suatu besaran diukur beberapa kali (pengukuran berganda) dan menghasilkan harga-harga yang menyebar di sekitar harga yang sebenarnya maka pengukuran dikatakan akurat.Pada pengukuran ini, harga rata-ratanya mendekati harga yang sebenarnya.2. Ketelitian (Kepresisian)Jika hasil-hasil pengukuran terpusat di suatu daerah tertentu maka pengukuran disebut presisi (harga tiap pengukuran tidak jauh berbeda).

xxxxxxxx

xxxx

(a)(c)(b)

Keterangan :Gambar (a) : Pengukuran presisi, mengumpul pada daerah tertentu, presisi tapi tidak akurat,Gambar (b) : Pengukuran akurat, menyebar sekitar harga sebenarnya berada di luar daerah sebenarnya, akurat tapi tidak presisi,Gambar (c) : Pengukuran akurat dan presisi sebab menyebar di sekitar harga sebenarnya dan tiap pengukuran mengumpul pada daerah harga sebenarnya.

D. Cara Menuliskan Hasil PengukuranGambar. 1 berikut menunjukkan pengukuran panjang suatu benda dengan menggunakan mistar biasa dengan NST 1 mm atau 0,1 cm. Hasil pengukuran yang ditunjukkan alat ukur adalah 62,5 mm atau 6,25 cm.

567Gambar 1.Membandingkan dua besaran

Pada contoh di atas, angka terakhir merupakan angka taksiran. Oleh karena itu tidak masuk akal jika di belakang angka terakhir masih ditambah angka lagi dikarenakan mata kita cuma mampu membagi dua jarak antara 2 goresan dalam kasus mistar biasa. Ketiga angka yang dapat ditulis dari hasil pengukuran tersebut disebut angka penting. dua dari angka tersebut pasti, karena ada bagian skala yang menunjuk angka itu. Dari hasil pengukuran di atas dapat dilihat bahwa makin kecil NST alat makin banyak angka penting yang dapat dituliskan dari hasil pengukuran. Bilangan yang menyatakan nilai hasil pengukuran tidak eksak atau tidak pasti. Jadi hasil pengukuran selalu dihinggapi ketidakpastian. Penulisan hasil pengukuran mempunyai arti jika ditulis dengan jumlah angka penting yang tepat. Apabila di antara skala 62 dan 63 terdapat lagi 10 skala-skala kecil, maka NST alat menjadi 0,1 mm. Maka hasil pengukuran yang diperoleh mungkin 62,4 mm atau 62,5 mm. Berarti angka 4 atau 5 bukan lagi merupakan angka taksiran melainkan angka pasti, sehingga angka pentingnya bertambah. Kalau hasil pengukuran menunjukkan 62,4 mm maka dengan NST 0,1 mm, hasil tersebut harus ditulis 62,40 mm. Jadi 62,4 mm tidak sama artinya dengan 62,40 mm.E. Aturan-aturan Penulisan Hasil Pengukuran1. Semua angka yang bukan nol adalah angka penting.Contoh : 265,4 mmengandung 4 angka penting. 25,7 smengandung 3 angka penting.2. Angka nol yang terletak di antara angka bukan nol termasuk angka penting.Contoh: 25,04 Amengandung 4 angka penting. 10,3 cmmengandung 3 angka penting.3. Angka nol di sebelah kanan angka bukan nol termasuk angka penting, kecuali kalau ada penjelasan lain, misalnya berupa garis di bawah angka terakhir yang masih dianggap penting.Contoh :22,30 mmengandung 4 angka penting.22,300 mmengandung 4 angka penting.1250 mAmengandung 3 angka penting.4. Angka nol yang terletak di sebelah kiri angka bukan nol, baik di sebelah kanan maupun di sebelah kiri koma desimal tidak termasuk angka penting.Contoh : 0,47 cmmengandung 2 angka penting.0,025 gmengandung 2 angka penting.F. Angka Penting Pada Bilangan Sepuluh BerpangkatDalam Sains Fisika sering dijumpai besaran-besaran yang nilainya sangat kecil atau sangat besar, misalnya muatan elektron = - 0, 000 000 000 000 000 000 160 C. Jika besaran seperti ini ditulis biasa akan memerlukan waktu dan tempat yang banyak. Oleh karena itu, terdapat kebiasaan dalam bidang sains Fisika menulis nilai besaran seperti ini dalam bentuk :

a x 10n

Di mana besarnya a antara -10 dan -1 atau antara +1 sampai +10. Dan n bilangan bulat positif atau negatif. Penulisan dalam bentuk seperti di atas dikenal sebagai notasi ilmiah. Jadi muatan elektron sebaiknya ditulis -1,60 x 10 -19 C.Contoh : Kecepatan cahaya 299 792 500 m/s, ditulis 2,997925 x 108 m/s.2,5 kg (hasil pengukuran) akan dijadikan mg.2,5 kg= 2.500.000 mg= 2,5 x 106 mg.0,15 mm akan dijadikan km. 0,15 mm = 0,000 000 15 km= 1,5 x 10-7 kmDari contoh-contoh di atas menyatakan bahwa perubahan satuan tidak boleh merubah jumlah angka penting. Jadi, bilangan a menunjukkan angka penting.G. Aturan-aturan Mengoperasikan Angka PentingApabila luas suatu bidang akan ditentukan, maka panjang da lebar bidang tersebut harus diukur, misalnya panjangnya = 8,50 cm dan lebarnya = 4,25 cm. Jika dihitung dengan cara biasa maka luas bidang tersebut = 36,125 cm2. Ini memperlihatkan bahwa hasilnya mengandung 5 angka penting. Hasil hitungan ini menjadi lebih teliti daripada sumbernya, yaitu pengukuran panjang dan lebarnya hanya mengandung 3 angka penting. Jadi aneh apabila hasilnya lebih teliti daripada sumbernya. Karena hasil pengukuran terdiri dari 3 angka penting, maka luas bidang yang diharapkan dari pengukuran ini tidak mungkin lebih dari 3 angka penting. Paling teliti sama dengan ketelitian pengukuran. Oleh karena itu hasilnya tidak ditulis dengan 36,125 cm2, melainkan 36,1 cm2 (3 angka penting).1. PembulatanDalam mengoperasikan angka penting, pembulatan harus selalu dilakukan. Oleh karena itu aturan pembulatan harus diikuti sebagai berikut :a. Jika yang akan dibulatkan lebih besar dari lima, maka pembulatannya ke atas.Contoh : 25,56 untuk 3 angka penting, pembulatannya menjadi 25,6.b. Jika yang akan dibulatkan kurang dari 5, maka pembulatannya ke bawah.Contoh : 25,54 menjadi 25,50,273 menjadi 0,27c. Jika yang akan dibulatkan memiliki angka terakhir 5, maka pembulatannya dilakukan sedemikian rupa sehingga angka penting terakhir selalu genap.Contoh : 25,55 menjadi 25,6dan25,45 menjadi 25,40,275 menjadi 0,28dan0,265 menjadi 0,262. Penjumlahan dan PenguranganPada waktu menjumlahkan bilangan-bilangan tidak eksak (angka penting) maka hasil terakhir hanya boleh mengandung satu angka ragu-ragu dengan memperhatikan aturan berikut.b. Angka ragu-ragu ditambah atau dikurang dengan angka ragu-ragu menghasilkan angka ragu-ragu.c. Angka pasti ditambah atau dikurangi dengan angka ragu-ragu menghasilkan angka ragu-ragu.d. Angka pasti ditambah atau dikurangi dengan angka pasti menghasilkan angka pasti.Contoh : 215,3 angka 3 angka ragu-ragu 25,45 + angka 5 angka ragu-ragu

7 dan 5 adalah angka ragu-ragu240,75

angka ragu-raguJadi hasilnya menjadi : 240,8

127,74 angka 4 angka ragu-ragu 12,5 angka 5 angka ragu-ragu 115,24 115,23. Mengali dan MembagiPada waktu mengalikan dan membagi bilangan tidak eksak dengan bilangan eksak, hasilnya mengandung angka penting sebanyak angka penting yang paling sedikit di antara yang diperkalikan atau dibagi itu.Contoh :2,50 x 2,5 = 6,25 6,2 (2 angka penting)2,50 x 2,50 = 6,25 (3 angka penting)

(2 angka penting)

(3 angka penting)4. MemangkatkanBila suatu bilangan non eksak dipangkatkan, hasilnya memiliki angka penting sebanyak angka penting bilangan yang dipangkatkan.Contoh :(3,25)2 = 10,5625 10,6Hasilnya 3 angka penting karena 3,25 terdiri dari 3 angka penting.3252 = 105625 106000Hasilnya 3 angka penting karena 325 terdiri dari 3 angka penting.0,53 = 0,125 0,1Hasilnya 1 angka penting karena 0,5 terdiri dari 1 angka penting.5. Menarik AkarAkar pangkat dua atau lebih dari suatu bilangan tidak eksak, hasilnya memiliki angka penting sebanyak angka penting dari bilangan yang ditarik akarnya.Contoh :

, karena 125 memiliki 3 angka penting maka hasilnya harus memiliki 3 angka penting, yaitu 5,00.

, karena 144,0 memiliki 4 angka penting.H. Ketidakpastian Pengukuran1. Jenis dan Sumber Ketidakpastiana. Ketidakpastian BersistemKetidakpastian (kesalahan) bersistem akan menyebabkan hasil yang diperoleh menyimpang dari hasil sebenarnya.

X0Hasil Pengukuran

XXXX

Ketidakpastian ini dapat diminimalisir.Sumber-sumber ketidakpastian bersistem ini antara lain :1. Kesalahan kalibrasi alat ;dapat diketahui dengan membandingkannya dengan alat yang lain.2. Kesalahan titik nol (KTN).3. Kerusakan komponen alat, misalnya pegas yang telah lama dipakai sehingga menjadi tidak elastis lagi.4. Gesekan.5. Kesalahan paralaks.6. Kesalahan karena keadaan saat bekerja, kondisi alat pada saat dikalibrasi berbeda dengan kondisi pada saat alat bekerja.b. Ketidakpastian Rambang (Acak)Kesalahan ini bersumber dari gejala yang tidak mungkin dikendalikan atau diatasi. Ia berupa perubahan yang berlangsung sangat cepat sehingga pengontrolan dan pengaturan di luar kemampuan. Ketidakpastian ini menyebabkan pengukuran jatuh agak ke kiri dan ke kanan dari nilai yang sebenarnya.

Hasil PengukuranHasil PengukuranXXX0XXXX

Sumber-sumber ketidakpastian acak ini antara lain :1. Kesalahan menaksir bagian skala.Sumber pertama ketidakpastian pada pengukuran adalah keterbatasan skala alat ukur. Harga yang lebih kecil dari nilai skala terkecil alat ukur (NST) tidak dapat lagi dibaca, sehingga dilakukan taksiran. Artinya, suatu ketidakpastian telah menyusup pada hasil pengukuran.Ada 3 (tiga) faktor penentu dalam hal penaksiran, yaitu :(a) Jarak fisis (Physical Distance) antara dua goresan yang berdekatan.(b) Halus atau kasarnya jarum penunjuk.(c) Daya pisah (Resolving Power) mata manusia.2. Keadaan yang berfluktuasi, artinya keadaan yang berubah cepat terhadap waktu. Misalnya, kuat arus listrik, tegangan jala-jala PLN, dan sumber tegangan lain yang selalu berubah-ubah secara tidak teratur.3. Gerak acak (gerak Brown) molekul-molekul udara. Gerak ini menyebabkan penunjukan jarum dari alat ukur yang sangat halus menjadi terganggu.4. Landasan yang bergetar.5. Bising (Noise), yaitu gangguan pada alat elektronik yang berupa fluktuasi yang cepat pada tegangan karena komponen alat yang meningkat temperatur kerjanya.6. Radiasi latar belakang seperti radiasi kosmos dari angkasa luar.2. Analisis Ketidakpastian Pengukurana. Ketidakpastian Pengukuran TunggalPengukuran tunggal adalah pengukuran yang dilakukan satu kali saja. Keterbatasan skala alat ukur dan keterbatasan kemampuan mengamati serta banyak sumber kesalahan lain, mengakibatkan :Hasil Pengukuran selalu dihinggapi KetidakpastianNilai x sampai goresan terakhir dapat diketahui dengan pasti, namun bacaan selebihnya adalah terkaan atau dugaan belaka sehingga patut diragukan. Inilah ketidakpastian yang dimaksud dan diberi lambang x. Untuk pengukuran tunggal diambil kebijaksanaan :

(1)Dimana x adalah ketidakpastian pengukuran tunggal. Hasil pengukuran dilaporkan dengan cara yang sudah dibakukan seperti berikut.X = (xx) [X](2)Dimana :X= simbol besaran yang diukur(xx)= hasil pengukuran beserta ketidakpastiannya[X]= satuan besaran x (dalam satuan SI)Contoh 1:Misalkan arus dalam rangkaian diukur dengan skala miliampere dari jarum penunjuk tampak pada Gambar 2 berikut.

mA432

Gambar 2.Penunjukan skala dengan jarum penunjuk cukup tebal

Nilai arus yang terbaca lebih dari 3,5 mA tetapi kurang dari 3,7 mA. Maka yang dilaporkan adalah :I = (3,60 0,05) mAPenulisan yang dilaporkan ini menunjukkan bahwa nilai sebenarnya kuat arus itu tidak diketahui. Kita hanya menduga bahwa arus itu sekitar 3,55 dan 3,65 mA. Berapa tepatnya? dengan satu kali pengukuran saja kita tidak tahu. Arus itu mungkin 3,58 mA, mungkin 3,63 mA, bahkan mungkin 3,565 mA. Tidak seorang pun yang tahu nilai sebenarnya.Dengan cara menulis demikian pengamat hanya ingin menyatakan arus itu dipercaya tidak kurang dari 3,55 mA ataupun lebih dari 3,65 mA. Pernyataan demikian memang tidak tegas, namun apa yang diharapkan dari pengukuran satu kali saja ?

Pengukuran tunggal patut diragukan, karenanya harus dilaporkan dengan ketidakpastian yang cukup besar yaitu : NSTDapat disimpulkan :

Hal lain yang tersirat dalam penulisan di atas ialah tentang mutu skala alat ukur yang digunakan. Untuk contoh di atas, miliammeter yang digunakan hanya mampu mengukur paling kecil sampai 0,1 mA saja. Jadi NST-nya 0,1 mA.Contoh 2 :Arus listrik diukur dengan ammeter yang ujung jarum penunjuknya cukup halus dan goresan skalanya cukup tajam (tipis) seperti pada gambar 3 berikut.

234mAGambar 3.Penunjukan skala dengan jarum penunjuk cukup tipis

Nilai arus listrik yang ditunjukkan adalah ;I = (3,63 0,03) mA atau I = 3,64 0,02) mADengan demikian, arus yang terukur diduga bernilai sekitar 3,64 mA. Ketidakpastian yang ditunjukkan alat ditaksir lebih kecil dari NST, oleh karena jarak pisah antara dua goresan yang berdekatan tampak jelas dengan ujung jarum penunjuk yang cukup halus. Ini memberikan alasan untuk menaksir ketidakpastiannya kurang dari NST misalnya 1/3 NST (0,03 mA) atau 1/5 NST (0,02 mA). Jadi laporannya mungkin arus bernilai 3,60 mA dan 3,66 mA atau antara 3,62 mA dan 3,66 mA. Perhatikan bahwa kedua pernyataan ini berarti kuat arus listrik yang terukur adalah sekitar 3,63 mA atau 3,64 mA.(1) Ketidakpastian Mutlak dan Ketepatan Pengukuranx disebut ketidakpastian mutlak pada nilai {x} dan memberi gambaran tentang mutu alat ukur yang digunakan.

Semakin baik mutu alat ukur, semakin kecil x yang diperoleh

Dari kedua contoh yang telah diberikan di atas, dapat disimpulkan bahwa meteran (alat ukur) kedua lebih baik dari alat ukur pertama.Dengan menggunakan alat ukur yang lebih bermutu, maka diharapkan pula hasil yang diperoleh lebih tepat, oleh karena itu ketidakpastian mutlak menyatakan ketepatan hasil pengukuran.

Semakin kecil ketidakpastian mutlak, semakin tepat hasil pengukuran

Jadi kuat arus listrik I = 3,64 mA adalah lebih tepat daripada I = 3,6 mA.Artinya I = 3,64 mA lebih mendekati kuat arus yang sebenarnya (Io) yang tidak diketahui.(2) Ketidakpastian Relatif dan Ketelitian Pengukuran

Perbandingan antara ketidakpastian mutlak dengan hasil pengukuran disebut ketidakpastian relatif pada nilai {x}, sering dinyatakan dalam % (tentunya harus dikalikan dengan 100 %). Pada contoh 1 di atas, ketidakpastian relatifnya adalah :

Sedangkan pada contoh 2 ketidakpastian relatifnya adalah :

Ketidakpastian relatif menyatakan tingkat ketelitian hasil pengukuran.

Makin kecil ketidakpastian relatif, makin tinggi ketelitian yang dicapai pada pengukuran.

Pada contoh di atas, kuat arus listrik kedua telah berhasil diukur dengan tingkat ketelitian sekitar tiga kali lebih baik daripada pengukuran kuat arus listrik pertama. Perhatikan bahwa ketidakpastian relatif akan menjadi kecil jika yang diukur itu nilainya besar. Sebagai contoh, ammeter yang sama (I = 0,05 A) digunakan untuk mengukur kuat arus sebesar 5,0 A dan kuat arus kedua 10,0 A.

Dibandingkan dengan :

Dikatakan bahwa kuat arus kedua telah berhasil diketahui dengan ketelitian yang lebih baik daripada arus pertama oleh karena ketidakpastian relatifnya lebih kecil.Makna dari ketidakpastian mutlak dari ketidakpastian relatif ialah bahwa dalam usaha untuk mengetahui nilai sebenarnya (Xo) suatu besaran fisis dengan melakukan pengukuran, terbentur pada keterbatasan alat ukur maupun orang yang melakukan pengukuran hingga hasilnya selalu meragukan. Dalam teori pengukuran (Measurement Theory), tidak ada harapan mengetahui Xo lewat pengukuran, kecuali jika pengukuran diulang sampai tak berhingga kali. Jadi yang dapat diusahakan adalah mendekati Xo. Sebaik-baiknya, yakni dengan melakukan pengukuran berulang sebanyak-banyaknya.b. Pengukuran Berulang (Berganda)Dengan mengadakan pengulangan, pengetahuan kita tentang nilai sebenarnya (Xo) menjadi semakin baik. Pengulangan seharusnya diadakan sesering mungkin, makin sering makin baik, namun perlu dibedakan antara pengulangan beberapa kali (2 atau 3 kali saja) dan pengulangan yang cukup sering (10 kali atau lebih). Pada modul ini, kita hanya akan membahas pengukuran yang berulang 2 atau 3 kali saja.Jika pengukuran dilakukan sebanyak 3 kali dengan hasil x1, x2, dan x3 atau 2 kali saja misalnya pada awal percobaan dan pada akhir percobaan, maka {x} dan x dapat ditentukan sebagai berikut.

Nilai rata-rata pengukuran dilaporkan sebagai {} sedangkan deviasi (penyimpangan) terbesar atau deviasi rata-rata dilaporkan sebagai x. Jadi :

{x}= , rata-rata pengkuranx= maksimum,= rata-rata

Dengan :

Deviasi adalah selisih selisih antara tiap hasil pengukuran dari nilai rata-ratanya

x adalah yang terbesar di antara 1, 2, dan 3. Disarankan agar mengambil maks sebagai x oleh karena ketiga nilai x1, x2, dan x3 akan tercakup dalam interval : (x - x) dan (x + x).Contoh :Diperoleh hasil pengukuran :X1 = 12,1 cmX2 = 11,7 cmX3 = 12,2 cmBerapa (XX) yang harus dilaporkan ?Jawab :

1 = 12,1 12,0 | = 0,1 cm2 = 11,7 12,0 | = 0,3 cm3 = 12,2 12,0 | = 0,2 cmX = maks = 0,3 cmJadi, {X} = [ XX ] = [12,0 0,3] cmPerhatikan bahwa ketiga nilai X yaitu X1, X2, dan X3 tercakup dalam interval [12,0 + 0,3] = 12,3 cm sampai dengan [12,0 0,3] = 11,7 cm.Jika X = rata-rata, maka :

Jadi, {X} = [ XX ] = [12,0 0,2] cmTernyata bahwa dengan cara kedua ini tidak sama nilai X dari hasil pengukuran tercakup dalam interval (x - x) dan (x + x).Jika kita ingin bersikap hati-hati dan adil terhadap semua hasil pengukuran yang diperoleh, maka cara pertama yang paling tepat meskipun cara kedua tidak dapat dikatakan salah. Yang menjadi persoalan sekarang adalah bagaimana cara menentukan jumlah angka berarti yang harus digunakan dalam melaporkan hasil suatu pengukuran. Jumlah ini harus tepat sesuai dengan ketepatan yang tercapai dalam pengukurannya agar orang lain yang membaca laporan itu tidak mendapat kesan yang keliru tentang ketelitian pengukuran itu. Jumlah angka berarti ditentukan oleh ketidakpastian relatifnya. Dalam hal ini orang sering menggunakan suatu aturan praktis sebagai berikut.

sekitar 10 %, menggunakan 2 angka berarti. sekitar 1 %, menggunakan 3 angka berarti. sekitar 0,1 %, menggunakan 4 angka berarti.

atau dengan persamaan :

Angka Berarti (AB) = (3)Contoh - 1:Ketidakpastian relatif pada X1 adalah :

; Berhak atas 3 angka berarti.Contoh 2 :Ketidakpastian relatif pada X1 adalah :

; Berhak atas 4 angka berarti.c. Ketidakpastian Pada Hasil PercobaanDi atas telah dijelaskan tentang bagaimana cara menentukan dan menuliskan hasil pengukuran langsung baik untuk pengukuran tunggal maupun untuk pengukuran berulang. Namun demikian, ada sesuatu hasil pengukuran yang diperoleh dengan melalui suatu perhitungan. Misalnya suatu zat cair, hendak diukur massa jenisnya, maka yang dilakukan adalah mengukur volumenya dengan menggunakan gelas ukur kemudian ditimbang dengan menggunakan neraca. Andaikan diperoleh hasil pengukuran sebagai berikut.Massa zat cair (m)= 20,10 gramVolume zat cair (V)= 21,0 mlMaka massa jenis () zat cair tersebut adalah :

Hasil ini tentunya akan dilaporkan dalam bentuk [], tetapi untuk menentukan , tidak dapat dilakukan dengan menggunakan x NST, karena tidak diukur dengan alat kur secara langsung, tetapi diperoleh melalui hasil perhitungan. Penentuan ini (hasil perhitungan) dilakukan berdasarkan ketidakpastian dari besaran-besaran yang diukur. Perhitungan ketidakpastian seperti ini disebut rambat ralat.Misalkan suatu fungsi y = f (a, b, c, .....), y adalah hasil perhitungan dari besaran terukur a, b, dan c, (pengukuran tunggal). Jika a berubah sebesar da, b berubah sebesar db, dan c berubah sebesar dc maka ;

(4)Analog dengan persamaan (4) di atas, dapat dituliskan menjadi :

(5)a, b, c, .... diperoleh dari x NST alat ukur atau sesuai aturan yang telah dijelaskan sebelumnya.1. Operasi rambat Ralat Pada Pengukuran Tunggal(a) Rambatan Ralat Penjumlahan dan pengurangan.Misalkan hasil perhitungan pengukuran y = ab, dimana a dan b hasil pengukuran langsung, maka ;

(6)Di mana

dan Jadi,

Kesalahan mutlak dari bentuk jumlah atau selisih sama dengan jumlah kesalahan mutlak dari masing-masing sukunya.(b). Rambatan Ralat Perkalian dan PembagianMisalkan hasil perhitungan y = ab, atau y = ab-1, di mana a dan b hasil pengukuran tunggal, maka :

Ketidakpastian mutlak dari y dapat ditentukan dengan :

Di mana,

danJadi :

Jika dibagi dengan , maka diperoleh :

Ketidakpastian relatif dari bentuk perkalian atau pembagian adalah jumlah ketidakpastian relatif dari masing-masing faktornya.Contoh :Dari hasil percobaan diperoleh data sebagai berikut.Massa zat cair (m) = 25,10 g ; Volume zat cair(V) = 10,0 mlDengan NST neraca= 0,1 gNST gelas ukur= 1 mlMaka massa jenis () zat cair tersebut adalah :

(hasil perhitungan)= 2,51 g / ml (3 angka penting)Selanjutnya, akan dicari ketidakpastian mutlak pengukuran massa jenis, , dengan menggunakan teori rambatan ralat, yaitu :

Dimana :dan

Dengan menggunakan X = x NST (untuk pengukuran tunggal), maka :m = x 0,1 g= 0,05 gdanV = x 1 ml = 0,5 mlSehingga :

= 0,1305 g/ml(perhitungan) = 0,1 g/ml(1 angka penting)Jadi, besarnya massa jenis zat cair yang dilaporkan adalah : = | 2,5 0,1 | g/ml2. Rambatan Ralat pada Pengukuran BerulangMisalkan suatu fungsi y = f (a, b, c, .....) adalah hasil perhitungan langsung dari besaran terukur a, b, dan c, maka jika a, b, c, ..... diukur berulang kali (pengukuran berganda), maka besarnya y dirumuskan sebagai :

Dimana merupakan harga mutlak.a, b, c, ....dapat ditentukan :(1) Untuk pengukuran sebanyak 3 kali, dapat diambil harga maksimum deviasi dari rata-ratanya.(2) Untuk pengukuran sebanyak 10 kali atau lebih, dapat diambil dengan menggunakan standar deviasi yang dirumuskan sebagai :

(7)atau

Di mana :x = ketidakpastian mutlak (standar deviasi) besaran x x i = nilai data ke i.n = banyaknya titik data

(a) Rambatan Ralat Penjumlahan dan pengurangan.Misalkan hasil perhitungan pengukuran y = ab, dimana a dan b hasil pengukuran langsung, maka ketidakpastian besaran y dituliskan sebagai :

(8)

dan jadi :

(b). Rambatan Ralat Perkalian dan PembagianMisalkan hasil perhitungan y = a / b, atau y = ab-1, dimana a dan b hasil pengukuran langsung tunggal, maka :

dan Maka berdasarkan aturan diferensial :

Jika dibagi dengan , maka diperoleh :

(9)Contoh :Misalkan suatu percobaan untuk menentukan kecepatan troley pada suatu jarak tertentu. Dari tiga orang anak diperoleh data sebagai berikut.

No.Jarak tempuh (cm)Waktu tempuh (s)

1.2.3.120,50120,35120,0021,522,022,5

Dengan :NST alat ukur panjang= 0,1 cmNST alat ukur waktu= 1 sKecepatan troley tersebut adalah :

Rumus kecepatan :

Maka : = 120,283333 cm(perhitungan)= 120,28 cm (5 angka penting)

= 22,0 s (3 angka penting)Jadi,

= 5,47 cm/s (3 angka penting)Selanjutnya, akan dicari V, yaitu dengan menggunakan teori ralat, yaitu :Tentukan terlebih dahulu x dan t dengan metode deviasi.(1) Untuk pengukuran jarak, x :

Jadi x yang dipilih adalah x = maks = 0,28 cm = 0,3 cm(2) Untuk pengukuran waktu, t :

Jadi t yang dipilih adalah t = maks = 0,5 s

(coba buktikan sendiri !!!)

v = 0,125 cm/s (perhitungan)v = 0,1 cm/s (1 angka penting)Jadi, kecepatan troley yang dilaporkan adalah :V = | 5,5 ,0,1 | cm/s

Dengan menggunakan persamaan akan diperoleh hasil yang sama. Selanjutnya untuk pengukuran lebih dari 3 kali, penentuan x dilakukan dengan menggunakan persamaan standar deviasi dengan bantuan kalkulator, dan perambatan ralatnya serupa dengan contoh terakhir di atas.

K EGIATAN LABORATORIUM PENGUKURAN PANJANG

A. MISTARKarena anda telah mengenal dan sering menggunakan mistar, maka ikutilah langkah-langkah kegiatan berikut ini:1) Siapkan alat-alat berikut: Mistar Koin atau benda lain yang dapat diukur dengan menggunakan alat ukur panjang lainnya (Jangka Sorong, Mikrometer Sekrup)2) Tentukan Nilai Skala Terkecil (NST) dari mistar yang kamu gunakan, catat hasilnya pada tabel hasil pengamatan di bawah ini! (minta petunjuk pembimbing anda)3) Ukur panjang beberapa benda yang disediakan dengan menggunakan mistar dan catat hasilnya pada tabel hasil pengamatan!

Hasil PengamatanNST Mistar = batas ukur/jumlah skala = ..............................................Hasil Pengukuran (HP)HP = NST mistar x Jumlah skala hasil pengukuran

Tabel Hasil PengamatanNoBendaDimensi yang diukur

1Balok Panjang (mm)Lebar (mm)Tinggi (mm)

1.1.1.

2. 2.2.

3.3.3.

2Bola .. (cm). (cm)

1.1.

2.2.

3.3.

3.. (cm). (cm)

1.1.

2.2.

3.3.

Berikan penjelasan apa yang dimaksud dengan NST, dan kemukakan apa makna dari NST mistar adalah 1 mm/skala?..........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................B. JANGKA SORONGKegiatan ini dilakukan untuk memahami cara mengukur dengan menggunakan jangka sorong. Alat dan bahan yang digunakan adalah: Jangka Sorong, 1 buah Benda yang akan di ukur secukupnya Alat tulis Menulis1. Teori SingkatSetiap jangka sorong memiliki skala utama (SU) dan skala bantu atau skala nonius (SN). Pada umumnya, nilai skala utama = 1 mm, dan banyaknya skala nonius tidak selalu sama antara satu jangka sorong dengan jangka sorong lainnya. Ada yang mempunyai 10 skala, 20 skala, dan bahkan ada yang memiliki skala nonius sebanyak 50 skala. Hasil pengukuran dengan menggunakan jangka sorong diberikan oleh persamaan:Hasil Pengukuran (HP) = Nilai Skala Utama Nilai Stala Noniusdengan Nilai Skala Utama = Penunjukan skala utama x NST skala utama dan,Nilai Skala Nonius = Penunjukan skala nonius x NST skala nonius.atau,

dengan , dimana N = jumlah skala noniusContoh :Perhatikan gambar hasil pengukuran dengan menggunakan jangka sorong di bawah ini!

cm20347650

Cara 1:Dari gambar terlihat bahwa jumlah skala nonius adalah 20 skala. Jika angka nol skala nonius diimpitkan dengan angka nol skala utamanya maka, angka 20 pada skala nonius akan tepat segaris dengan angka 39 pada skala utama (dapat dilihat langsung pada alatnya), sehingga:

Pada gambar terlihat, skala yang paling segaris adalah 60 pada skala utama dan 15 pada skala nonius, sehingga hasil pengukurannya adalah

=

Cara 2:

Dari gambar dapat dilihat, jangka sorong memiliki NST skala utama = 1 mm dan jumlah skala nonius adalah 20 skala, sehingga NST jangka sorong tersebut = = 0,005 cm.Pada gambar di samping, penunjukan nol skala nonius berada antara 30 mm dan 31 mm, atau 30 mm lebih. Sedangkan skala nonius yang tepat berimpit atau segaris dengan salah satu skala utama adalah skala ke 15, maka hasil pengukurannya adalah :

2. Kegiatan PengukuranKarena beberapa dari anda mungkin belum mengenal jangka sorong, maka minta informasilah pada pembimbing anda mengenai jangka sorong! Langkah-langkah kegiatan praktikum untuk pengukuran panjang dengan jangka sorong berikut ini:1. Siapkan alat-alat berikut: Jangka sorong (Mistar geser) Benda yang sama yang diukur pada pengukuran panjang dengan mistar2. Tentukan NST skala Utama, dan Jumlah Skala Nonius untuk menentukan Nilai Skala Terkecil (NST) dari jangka sorong yang akan kamu gunakan, catat hasilnya pada tabel hasil pengamatan di bawah ini! (jika belum dimengerti minta petunjuk pembimbing anda)3. Lakukan pengukuran terhadap benda yang disediakan dengan menggunakan jangka sorong dan catat hasilnya pada tabel hasil pengamatan!

3. Hasil PengamatanNST Jangka Sorong:Tabel Hasil PengamatanNoBendaDimensi yang diukur

1.. (cm). (cm)

1.1.

2.2.

3.3.

2.. (cm). (cm)

1.1.

2.2.

3.3.

3.. (cm). (cm)

1.1.

2.2.

3.3.

4. Perhitungan Ketidakpastian Pengukuran :1. Benda . ..1 = ..1 = .2 = ..2 = .3 = 3 = max. = ....max. = .Pelaporan Fisika; Pelaporan Fisika;

PF = PF =

= = 2. Benda . ..1 = ..1 = .2 = ..2 = .3 = 3 = max. = ....max. = .Pelaporan Fisika;Pelaporan Fisika;

PF = PF =

.. = = 3. Benda . ..1 = ..1 = .2 = ..2 = .3 = 3 = max. = ....max. = .Pelaporan Fisika; Pelaporan Fisika;

PF = PF =

= = C. MIKROMETER SEKRUPKegiatan ini dilakukan untuk memahami cara mengukur dengan menggunakan Mikrometer Sekrup. Alat dan bahan yang digunakan adalah: Mikrometer Sekrup, 1 buah Benda yang akan di ukur secukupnya Alat tulis Menulis1. Teori SingkatMikrometer sekrup memiliki dua bagian skala mendatar (SM) sebagai skala utama dan skala putar (SP) sebagai skala nonius. NST mikrometer sekrup dapat ditentukan dengan cara yang sama prinsipnya dengan jangka sorong, yaitu :

Pada umumnya mikrometer sekrup memiliki NST skala mendatar (skala utama) 0,5 mm dan jumlah skala putar (nonius) sebanyak 50 skala. Hasil pengukuran dari suatu mikrometer dapat ditentukan dengan cara membaca penunjukan bagian ujung skala putar terhadap skala utama dan garis horisontal (yang membagi dua skala utama menjadi skala bagian atas dan bawah) terhadap skala putar.

03035Ujung skala putarGaris horizontal SU

Penunjukan skala mendatar (SU) terhadap ujung skala putar (nonius) pada gambar di samping adalah 5 skala, atau 5 x 0,5 mm = 2,5 mm. Penunjukan skala putar terhadap garis horizontal skala utama adalah : 32,5 skala, atau 32,5 x 0,01 mm. Sehingga hasil pengukurannya adalah : 2,5 mm + (32,5 x 0,01 mm) = 2,825 mm1. Kegiatan Pengukuran Siapkan alat-alat dan bahan yang akan digunakan (benda dan dimensi yang akan diukur sama dengan pada pengukuran panjang dengan mistar dan jangka sorong) Tentukan NST Mikrometer yang akan anda gunakan! Lakukan pengukuran terhadap benda yang disediakan dan catat hasilnya pada tabel hasil pengamatan!2. Hasil Pengamatan:NST mikrometer :Tabel Pengamatan :NoBendaDimensi yang diukur

1.. (cm). (cm)

1.1.

2.2.

3.3.

2.. (cm). (cm)

1.1.

2.2.

3.3.

3.. (cm). (cm)

1.1.

2.2.

3.3.

Perhitungan Ketidakpastian Pengukuran :1. Benda . ..1 = ..1 = .2 = ...2 = .3 = 3 = max. = ....max. = .Pelaporan Fisika;Pelaporan Fisika;

PF = PF =

. = = 2. Benda . ..1= ..1 = .2= ...2 = .3= 3 = max. = ....max. = .Pelaporan Fisika; Pelaporan Fisika;

PF = PF =

. = = 3. Benda . ..1 = ..1 = .2 = ...2 = .3 = 3 = max. = ....max. = Pelaporan Fisika; Pelaporan Fisika;

PF = PF =

. = = Dari hasil pengukuran dengan menggunakan mistar, jangka sorong, dan mikrometer sekrup terhadap objek yang sama, bandingkan hasil pengukuran yang ada peroleh anda! Pindahkan hasil pengukuranmu pada tabel dibawah ini!

NoDimensi yang diukurAlat UkurHasil Pengukuran

1Mistar

Jangka sorong

Mikrometer Sekrup

2Mistar

Jangka sorong

Mikrometer Sekrup

3Mistar

Jangka sorong

Mikrometer Sekrup

4Mistar

Jangka sorong

Mikrometer Sekrup

5Mistar

Jangka sorong

Mikrometer Sekrup

6Mistar

Jangka sorong

Mikrometer Sekrup

Berdasarkan tabel rekap di atas, berikan komentar dan kesimpulan tentang hasil pengukuran yang telah anda peroleh!

K EGIATAN LABORATORIUM PENGUKURAN MASSA

Kegiatan praktikum untuk pengukuran massa dilakukan dengan menggunakan Neraca Ohauss 2610 Neraca Ohauss 311, Neraca Ohauss 310, dan Neraca Pegas. Kegiatan ini bertujuan untuk mempelajari cara penggunakan neraca tersebut untuk mengukur massa suatu benda. Alat dan Bahanyang digunakan dalam kegiatan praktikum Neraca Ohauss 2610 g Neraca Ohauss 311 g Neraca Ohauss 310 g Neraca Pegas Beban, 2 buah

A. Teori Singkat1. Neraca Ohauss 2610Pada neraca ini terdapat 3 (tiga) lengan dengan batas ukur yang berbeda-beda. Pada ujung lengan dapat digandeng 2 buah beban yang nilainya masing-masing 500 gram dan 1000 gram. Sehingga kemampuan atau batas ukur alat ini menjadi 2610 gram. Untuk pengukuran di bawah 610 gram, cukup menggunakan semua lengan neraca dan di atas 610 gram sampai 2610 gram ditambah dengan beban gantung. Hasil pengukuran dapat ditentukan dengan menjumlah penunjukan beban gantung dengan semua penunjukan lengan-lengan neraca.2. Neraca Ohauss 311Neraca ini mempunyai 4 (empat) lengan dengan NST yang berbeda-beda, masing-masing lengan mempunyai batas ukur dan NST yang berbeda-beda. Untuk menggunakan neraca ini terlebih dahulu tentukan NST masing-masing lengan kemudian jumlahkan penunjukan lengan neraca yang digunakan.3. Neraca Ohauss 310Neraca ini mempunyai 2 lengan dan skala berputar yang dilengkapi dengan nonius. Nonius pada alat ini tidak bergerak seperti pada mistar Geser dan mikrometer, cara menentukan NST dari alat ini, sama saja dengan mistar geser. Menentukan hasil pengukurannya adalah dengan menjumlahkan pembacaan masing-masing lengan, skala berputar dan penunjukan nonius.4. Neraca PegasNeraca pegas adalah alat yang digunakan untuk mengukur berat suatu benda (bukan massa). Alat ini menggunakan pegas yang dilengkapi dengan skala. Sebelum mengukur berat benda, tentukan batas ukur dan Nst-nya terlebih dahulu.

B. Kegiatan Pengukuran Tentukan NST masing-masing neraca. Ukur massa beberapa benda dengan menggunakan semua neraca yang tersedia. Bandingkan hasil pengukuran dari neraca-neraca tersebut Hitung ketidakpastian pengukuran dari tiap benda yang diukur.C.Hasil Pengamatan/Pengukuran1. Neraca Ohauss 2610NS lengan 1=..................... NS lengan 3= ....................NS lengan 2= .................... Massa beban gantung=.....................NST Neraca Ohauss 311:=BendaPenunjukan beban gantung (g)Penunjukan lengan 1Penunjukan lengan 2Penunjukan lengan 3Massa benda (g)

I

1.2.3.1.2.3.1.2.3.1.2.3.

II1.2.3.1.2.3.1.2.3.1.2.3.

2. Neraca Ohauss 311NS lengan 1=..................... NS lengan 3= ....................NS lengan 2= .................... NS lengan 4=.....................NST Nerca Ohauss 311:=BendaPenunjukan lengan 1Penunjukan lengan 2Penunjukan lengan 3Penunjukan lengan 4Massa benda (g)

I1.2.3.1.2.3.1.2.3.1.2.3.1.2.3.

II1.2.3.1.2.3.1.2.3.1.2.3.1.2.3.

3. Neraca Ohauss 310NS lengan 1=.............NS lengan 2=.............NS skala putar=............NST Neraca Ohaus 310=.............

BendaPenunjukan lengan 1Penunjukan lengan 2 Penunjukan Skala PutarPenunjukan NoniusMassa Benda(g)

I1.2.3.1.2.3.1.2.3.1.2.3.1.2.3.

II1.2.3.1.2.3.1.2.3.1.2.3.1.2.3.

4. Neraca PegasNST Neraca Pegas= ........................

BendaBerat benda (N)Massa (gr)

I1.2.3.1.2.3.

II1.2.3.1.2.3.

D. Ketidakpastian Pengukuran1. Neraca Ohauss 2610

a. =..1= ... 2 = 3 = .m1 = max. = ..

b. =..1= ... 2 = 3 = .m2 = max. = ..

2. Neraca Ohauss 311

a. =1= . 2 = 3 = .m1 = max. = ..

b. =.1= ....2 = ...3 = ...m2 = max. = ..

3. Neraca Ohauss 310 g

a. =.1= . 2 = 3 = .m1 = max. = ..

b. =..1= .. 2 = 3 = .m2= max. = ..

4. Neraca Pegas

a. =..1= ... 2 = 3 = ...w1 = max. = ..

b. =.1= ..2 = ..3 = ...

= max. = ..

E. Komentar dan KesimpulanDari hasil pengukuran massa beban dengan menggunakan Neraca Ohauss 2610, Neraca Ohauss 311, Neraca Ohaus 311 gram, dan Neraca Pegas terhadap beban/objek yang sama, bandingkan hasil pengukuran yang ada peroleh anda! Pindahkan hasil pengukuranmu pada tabel dibawah ini!

NoMassa yang diukurAlat UkurHasil Pengukuran

1Neraca Ohaus 2610

Neraca Ohauss 311

Neraca Ohaus 310

Neraca Pegas

2Neraca Ohaus 2610

Neraca Ohauss 311

Neraca Ohaus 310

Neraca Pegas

Berikanlah komentar dan kesimpulan berdasarkan hasil yang diperoleh pada tabel rekap di atas!

K EGIATAN LABORATORIUM PENGUKURAN TEGANGAN DAN KUAT ARUS LISTRIKKegiatan praktikum untuk pengukuran Tegangan dan Kuat Arus listrik, massa dilakukan dengan menggunakan Basic meter, AVO meter analog , dan Multimeter Digital. Kegiatan ini bertujuan untuk memahami penggunakan alat ukur listrik tersebut. Alat dan Bahan yang digunakan dalam kegiatan praktikum ini adalah: Basicmeter AVO meter Analog Multimeter Digital Rheostat Resistor Tetap Sumber Tegangan DC (Baterai/Power Suply) Kabel penghubung secukupnya

A. TEORI SINGKATBasicmeter, AVO meter Analog, dan Multimeter Digital adalah alat ukur besaran listrik yang akan sering kita jumpai dalam kegiatan laboratorium selanjutnya, untuk itu pengetahuan tentang alat ukur ini sangat dibutuhkan. Alat ukur ini dapat digunakan untuk mengukur tegangan dan kuat arus listrik dalam suatu rangkaian listrik. Umumnya basic meter memiliki batas ukur arus dari 100 A sampai dengan 5 A dan batas ukur tegangan dari 100 mV sampai dengan 50 V. Jika alat ini akan digunakan untuk melakukan pengukuran arus, maka terminal-terminal untuk tegangan ditutup dan begitu pula sebaliknya. Sebelum menggunakan alat ini, usahakan agar jarum menunjuk tepat di titik nol dengan mengatur sekrup yang ada pada bagian atas panel meternya. Selanjutnya, gunakan batas ukur terbesar lebih dahulu untuk menghindari kelebihan beban (over load) pada alat yang dapat mengakibatkan kerusakan yang fatal. Untuk menentukan nilai skala terkecil (NST) dari basicmeter, dapat dilakukan dengan membagi batas ukur yang digunakan dengan banyaknya skala pada basicmeter. Untuk alat ukur yang lainnya dapat anda cari sendiri referensinya, tapi prinsipnya penggunaannya sama.Contoh : Jika batas ukur yang digunakan untuk melakukan pengukuran kuat arus listrik adalah 100 mA dan diketahui banyaknya jumlah skala kecil (goresan) pada basicmeter adalah 50 skala, maka :

Jika jarum menunjukkan 15,5 skala (dengan asumsi bahwa jarak antara dua goresan terdekat masih dapat diamati dengan jelas dan jarum penunjuk cukup tipis), maka kuat arus yang terukur adalah : 15,5 x 2 mA = 31,0 Ma

B. KEGIATAN PENGUKURANa. Buatlah rangkaian seperti pada gambar dibawah ini

RRakitlah skema percobaan seperti pada gambar berikut.

Rv

b. Atur Rheostat (RV) pada posisi tertentu!c. Ukur besar tegangan pada resistor dan kuat arus listrik yang melalui resistor dengan menggunakan basicmeter (mulailah dengan batas ukur terbesar). Catat hasilnya dalam tabel hasil pengamatan. d. Ubah-ubahlah batas ukur pada basicmeter, lakukan pengukuran sama dengan pada langkah c! tuliskan hasil pengukuran anda pada tabel hasil pengamatan!e. Lakukan pengukuran yang sama dengan menggunakan alat ukur yang lain. Catat hasilnya pada tabel pengamatan.f. Lanjutkan pengukuran dengan menggeser Rheostat pada posisi kedua dan ulangi langkah c damapi dengan langkah e!C. HASIL PENGAMATANNilai Resistor yang digunakan = Tegangan Sumber=

Posisi RheostatAlat UkurPengukuran TeganganPengukuranKuat Arus Listrik

Batas UkurNSTTegangan (volt)Batas UkurNSTKuat arus (mA)

IBasicmeter

AVO meter analog

Multimeter Digital

IIBasicmeter

AVO meter analog

Multimeter Digital

D. PERHITUNGAN KETIDAKPASTIAN PENGUKURANAnalisis besar kesalahan mutlak hasil pengukuran anda, dan masukkan dalam tabel di bawah ini!1. Pengukuran Tegangan ListrikPosisi RheostatAlat UkurBatas UkurNST

IBasicmeter

AVO meter analog

Multimeter Digital

IIBasicmeter

AVO meter analog

Multimeter Digital

2. Pengukuran Kuat Arus ListrikPosisi RheostatAlat UkurBatas UkurNST

IBasicmeter

AVO meter analog

Multimeter Digital

IIBasicmeter

AVO meter analog

Multimeter Digital

E. KOMENTAR DAN KESIMPULAN

K EGIATAN LABORATORIUM PENGUKURAN WAKTU DAN TEMPERATUR

Kegiatan praktikum ini bertujuan untuk memahami penggunakan alat ukur besaran waktu dan temperatur. Alat dan Bahan yang digunakan dalam kegiatan praktikum ini adalah: Termometer Stopwatch Gelas ukur Pembakar Spiritus Air

A. TEORI SINGKATTermometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur temperatur suatu zat. Ada dua jenis termometer yang umum digunakan dalam laboratorium, yaitu termometer air raksa dan termometer alkohol. Keduanya adalah termometer jenis batang gelas dengan batas ukur minimum 10 oC dan batas ukur maksimum +110 oC. Nilai skala terkecil untuk kedua jenis termometer tersebut dapat ditentukan seperti halnya menentukan nilai skala terkecil sebuah mistar biasa, yaitu dengan mengambil batas ukur tertentu dan membaginya dengan jumlah skala dari nol sampai pada ukur yang diambil tersebut.

B. KEGIATAN PENGUKURAN1. Siapkan gelas ukur, bunsen pembakar lengkap dengan kaki tiga dan lapisan asbesnya dan sebuah termometer.2. Isi gelas ukur dengan air hingga bagian dan letakkan di atas kaki tiga tanpa ada pembakar.3. Tentukan NST masing-masing alat ukur yang akan digunakan.4. Ukur temperatur air dalam gelas ukur. Catat hasil pengukuran ini sebagai temperatur mula-mula (To).5. Nyalakan bunsen pembakar dan tunggu beberapa saat hingga nyalanya terlihat normal.6. Letakkan bunsen pembakar tadi tepat di bawah gelas kimia bersamaan dengan menjalankan alat pengukur waktu (jam tangan misalnya)7. Catat temperatur yang terbaca pada termometer tiap selang waktu 1 menit sampai diperoleh 5 atau 6 data pada tabel pengamatan 1.8. Ulangi kegiatan 4, 5, dan 6.9. Catat waktu yang dibutuhkan setiap kenaikan 100 C catat hasilnya dalam tabel 2!

C. Hasil PengamatanNST termometer= .

NST Stopwatch= .

Temperatur mula-mula (To)= .Tabel Pengamatan 1:No.Menit ke -Temperatur (Ti)Perubahan Temperatur (T)

1.1

2.2

3.3

4.4

5.5

6.6

Tabel Pengamatan 1:Temperatur mula-mula (To)= .

No.Kenaikan TemperaturWaktu (s)Selang Waktu (s)

1.100 C

2.200 C

3.300 C

4.400 C

5.500 C

6.600 C

D. KOMENTAR DAN KESIMPULAN.

DAFTAR PUSTAKA

Darmawan, B. 1984. Teori Ketidakpastian Menggunakan satuan SI, edisi kedua. ITB. BandungTim Dosen Fisika Dasar 1 Jurusan Fisika FMIPA UNM. 2012. Modul Pengukuran Dasar dan Teori Ketidakpastian Pengukuran. Laboratorium Fisika FMIPA UNM. Makassar

UNIT IGERAK LURUS BERATURAN

A. TUJUAN PRAKTIKUM1. Mahasiswa dapat memahami perbedaan antara jarak dan perpindahan.2. Mahasiswa dapat menentukan besar kecepatan dan kelajauan rata-rata.3. Mahasiswa dapat mengetahui hubungan antara perpindahan () dengan waktu tempuh (benda yang bergerak lurus beraturan (GLB).4. Mahasiswa dapat memahami gerak lurus beraturan (GLB)B. ALAT DAN BAHAN1. Meteran2. Stopwatch3. Tabung GLB4. Statif5. Alat tulis menulisC. METODOLOGI DASAR1. Teori SingkatBenda dikatakan bergerak jika benda tersebut berubah kedudukan terhadap suatu titik acuan. Benda yang bergerak akan melalui suatu lintasan dengan panjang tertentu dalam waktu tertentu. Panjang total lintasan yang dilalui disebut jarak, sedangkan besar perubahan posisi benda dari posisi awal ke posisi akhir disebut perpindahan. Jarak adalah besaran skalar, sedangkan perpindahan adalah besaran vektor. Benda dikatakan bergerak lurus beraturan (GLB) jika benda tersebut bergerak pada lintasan yang lurus dan bergerak dengan kecepatan tetap atau tidak ada perubahan kecepatan terhadap waktu, sehingga percepatannya nol. Kecepatan didefenisikan sebagai perubahan posisi setiap saat atau dalam bentuk matematis dituliskan;(1.1)sedangkan kelajuan adalah besar jarak tempuh persatuan waktu atau dalam bentuk matematis dituliskan (1.2)ket:: kecepatan (m/s): perubahan posisi atau perpindahan (m): selang waktu (s)v : kelajuan (m/s): jarak (m)2. Setting Peralatan dan Prosedur Kerjaa. Kegiatan 1. 1. Buatlah lintasan dalam ruang berbentuk segi empat, kemudian ukur panjang setiap sisinya! 2. Berikan kode pada setiap sudutnya dengan kode A, B, C, dan D.3. Siapkan 3 orang teman anda, sebagai objek yang bergerak dengan kecepatan yang berbeda.4. Orang pertama berdiri di titik A, lalu bergeraklah menuju titik B, ukurlahlah waktu yang anda gunakan untuk menempuh lintasan dari titik A sampai titik B (upayakan bergerak dengan kecepatan konstan). Lanjutkan untuk orang kedua dan ketiga catat hasilnya dalam tabel hasil pengamatan!5. Lakukan langkah 4 dengan lintasan yang berbeda misalnya dari titik A menuju titik B kemudian ke titik C. Lanjutkan dengan beberapa lintasan yang lain, catat hasilnya pada tabel hasil pengamatan!b. Kegiatan 2. 1. Ambil tabung GLB dan Statif untuk mengantungkan salah satu ujung tabung2. Tandai minimal 4 titik sebagai titik A, B, C, dan D pada tabung (upayakan memiliki selang yang sama).3. Tentukan/ukur panjang lintasan dari dasar tabung (0 cm) ke titik A, ke titik B, ke titik C, dan ke titik D.4. Gantung salah satu ujung tabung pada statif pada ketinggian tertentu, mulailah dari ketinggian sekirar 5 cm dari dasar/alas. 5. Angkat ujung tabung yang satunya, agar gelembung dalam tabung berada di ujung yang terangkat.6. Turunkan ujung tadi sampai di dasar/alas sehingga gelembung akan bergerak ke atas, ukurlah waktu yang diperlukan gelembung untuk sampai di titik A (mulai menyalakan stopwatch ketika gelembung tepat melintasi pada posisi 0 cm pada tabung), ulangi pengambilan data sebanyak 3 kali. 7. Ulangi langkah 4, 5 dan 6, dengan jarak tempuh yang berbeda (ke titik B, ke C, dan ke titik C) catat hasilnya dalam tabel hasil pengamatan!3. Masalah/soal Latihan1. Jelaskan perbedaan jarak, perpindahan, kecepatan, dan kelajuan!2. CBDiberikan lintasan berbentuk segi empat seperti pada gamber di bawah ini:

4 m

3 m

DA

a. Tuliskan vektor posisi dari titik A, B, C, dan D (jadikan A sebagai sumbu koordinat)!b. Tentukan besar jarak, perpindahan, kecepatan dan kelajuan benda yang bergerak dengan lintasan: 1. Dari A ke B dengan waktu tempuh 10 detik2. Dari A ke B ke C dengan waktu tempuh 25 detik 3. Dari A ke B ke C ke D dengan waktu tempuh 35 detik4. Dari A ke B ke C ke D ke A dengan waktu tempuh 50 detikc. Tuliskan vektor kecepatan setiap lintasan yang diberikan.3. Sebuah perahu diarahkan tegak lurus terhadap arus sungai yang lebarnya 80 m. Perahu digerakkan dengan kelajuan tetap 4 m/s. Jika kelajuan arus air tetap sebesar 3 m/s, tentukan:a. Kecepatan perahu yang sesungguhnya (kecepatan perahu relatif terhadap acuan tanah)b. Waktu yang dibutuhkan perahu sampai di seberang sungaic. Posisi perahu ketika sampai diseberang sungai.4. Sumber Pustaka1. Halliday, David dan Resnick, Robert. 1999. Fisika Jilid 1 Edisi Ketiga (Terjemahan). Jakarta: Erlangga.2. Tipler, Paul A. 2001. Fisika untuk Sains dan Teknik Edisi Ketiga Jilid 1(Terjemahan). Jakarta: Erlangga.D. HASIL PENGAMATAN1. Kegiatan 1Tabel 1.1. Hasil pengukuran jarak, perpindahan dan waktu tempuhNoLintasanJarak (m)Perpindahan (m)Waktu Tempuh (s)

11.2.3.1.2.3.1.2.3.

21.2.3.1.2.3.1.2.3.

31.2.3.1.2.3.1.2.3.

41.2.3.1.2.3.1.2.3.

5. Kegiatan 2Tabel 1.2. Hasil pengukuran jarak tempuh dan waktu tempuh pada gerak lurus beraturanNoKetinggian (cm)Jarak Tempuh (cm)Waktu Tempuh (s)

11.2.3.

1.2.3.

1.2.3.

1.2.3.

21.2.3.

1.2.3.

1.2.3.

1.2.3.

31.2.3.

1.2.3.

1.2.3.

1.2.3.

Hari/TanggalParaf Asisten

E. PERHITUNGAN DAN ANALISIS GRAFIK1. Kegiatan 1Berdasarkan hasil pengamatan/pengukuran, tentukan besar kecepatan dan kelajuan rata-rata setiap orang pada setiap lintasan (sertakan analisis kesalahannya). Berikan komentar dan kesimpulan. 2. Kegiatan 2a. Tentukan besar kecepatan pada setiap data yang diperoleh sertakan analisis ketidak pastiannya .b. Plot grafik hubungan antara jarak tempuh dan waktu tempuh pada setiap ketinggian, kemudian tentukan besar kecepatan dari grafik.

U NIT IIPESAWAT ATWOOD

A. TUJUAN PRAKTIKUM 1. Mahasiswa mampu membuktikan keberlakuan hukum-hukum Newton untuk gerak translasi dan gerak rotasi.2. Menghitung momen kelembaman (inersia) katrol.B. M2+m1ABCRGM1RpALAT DAN BAHAN1. Pesawat Atwood yang terdiri dari :a. Tiang berskala R yang pada ujung atasnya terdapat katrol p.b. Tali penggantung yang massanya dapat diabaikanc. Dua beban M1 dan M2 yang berbentuk silinder dengan massa sama masing-masing M yang diikatkan pada ujung-ujung tali penggantung.d. Dua beban tambahan dengan massa masing-masing m1e. Genggaman G dengan pegas, penahan beban B, penahan beban tambahan A yang berlubang.2.Neraca 310 gram4. Sensor waktu

C. METOLOGI DASAR1. Teori SingkatPada bagian ini akan dipelajari dua macam gerak yaitu gerak linier dan gerak rotasi, penyebab terjadinya gerak dan kebenaran hukum-hukum Newton akan dikaji. Pada mulanya orang berpendapat bahwa sifat alamiah benda adalah diam. Supaya benda itu bergerak maka harus terus menerus diberi gaya luar baik berupa tarikan ataupun dorongan, namun setelah Galileo mengadakan percobaan pendapat ini berubah dan terkenallah tentang prinsip Galileo atau lebih baku terkenal dengan sebutan Hukum Newton Pertama. Hukum Newton I menunjukkan sifat benda yaitu sifat inersia, namun tidak terdefinisi secara kuantitatif.Berdasarkan eksperimen serta dorongan intuitif dari hukum Newton I, Newton telah merumuskan Hukum II Newton, yang mendefinisikan massa secara kuantitatif, serta memperlihatkan hubungan gaya dengan gerak benda secara kuantitatif pula. Salah satu kesimpulan dari hukum II Newton ini adalah jika gaya tetap maka benda akan mengalami percepatan yang tetap pula, karenanya dapat diturunkan persamaan gerak dalam bentuk yang lainnya. Lebih jauh lagi, jika diperhatikan, ternyata gaya merupakan hasil interaksi antara dua benda serta mempunyai sifat-sifat tertentu. Sifat ini pertama kali dikemukakan oleh Newton dalam hukum III Newton sebagai hukumAksi-Reaksi.Bila sebuah katrol hanya dapat berputar pada porosnya yang diam, maka geraknya dapat dianalisa sebagai berikut:

RNGerak Translasi

-T1 mg T2 + N = 0(2.1)Gerak Rotasi

mg

T1T2-T1 R + T2 R = I (2.2)I =1/2 MkatrolR2(2.3)dengan a merupakan percepatan tangensial tepi katrol, percepatan ini sama dengan percepatan tali penggantung yang dililitkan pada katrol tanpa slip. Bila suatu benda digantungkan pada tali seperti gambar berikut, maka percepatan benda adalah :

mM1M2(m+M1)gM2 gT2T2T1T1R

a = ................. (2.4)

2. Setting Peralatan dan Prosedur KerjaSemua beban M1, M2, m1 dan m2 ditimbang dengan neraca 310 gram. Pasanglah genggaman G, penahan beban tambahan A dan penahan beban B pada tiang berskala. Untuk menyelidiki apakah pesawat Atwood bekerja dengan baik, lakukan percobaan sebagai berikut:a. Gantungkan M1 dan M2 pada ujung ujung tali kemudian pasang pada katrol.b. Pasanglah M1 pada genggaman G, dengan menggunakan pegas, selidiki apakah tiang berskala sejajar dengan tali. Jika tidak, aturlah sampai sejajar.c. Tambahkan beban tambahan m1 pada M2.d. Tekan G, maka M1 akan terlepas dari genggaman G, dan bergerak ke atas, sedang M2 + m1 akan bergerak ke bawah. Jika pesawat bekerja dengan baik maka kedua beban akan bergerak dipercepat, dan ketika M2 + m1 melalui A, m1 akan tersangkut di A, dan kemudian sistem akan bergerak lurus beraturan. Jika hal ini tidak terjadi betulkan letak penahan beban tambahan A.e. Selanjutnya, pasang lagi beban M1 pada genggaman dan M2 ditambah salah satu beban tambahan. Kegiatan 1. Gerak dari C ke Aa. Catat kedudukan C dan A. Lepas M1 dan catat waktu yang diperlukan oleh benda bergerak dari titik C ke A. Lakukan 3 kali pengukuran berulang dengan jarak yang sama.b. Ulangi langkah f dengan memindah-mindahkankan posisi A sehingga diperoleh lima jarak tempuh dari C ke A yang berbeda. Catat halinya dalam tabel hasil pengamatan.Kegiatan2. Gerak dari A ke Ba. Tentukan satu posisi C dan A dan catat posisinya. Atur posisi B (di bawah posisi A) pada jarak tertentu. b. Lepas M1 dan catat waktu yang diperlukan oleh benda bergerak dari titik A ke B. Lakukan 3 kali pengukuran berulang dengan jarak dari A ke B yang sama.c. Ulangi langkah b sebanyak 5 kali dengan jarak tempuh dari A ke B yang berbeda,3. Masalah/Soal Latihan1. Jelaskan keberlakuan hokum newton pada setiap kegiatan!2. Tentukan variabel yang akan diukur dan yang akan dihitung dalam percobaan ini!3. Buktikan persamaan 2.4!4. Jika massa m1< m2, tentukan:a. m2m1RMBesar percepatan benda m1 dan m2b. Tentukan besar percepatan sudut katrol

5. Sebuah lift yang tingginya 3 yang bergerak ke atas dengan percepatan 2 /2. Setelah bergerak 3 . Sebuah baut jatuh dari langit-langit lift. Hitung: (ambil =10 /2) a. Waktu yang diperlukan baut untuk mencapai lantai lift, b. Perpindahan baut selama jatuh, c. Jarak yang ditempuh baut. 4. Sumber Pustaka Halliday, David dan Resnick, Robert. 1999. Fisika Jilid 1 Edisi Ketiga (Terjemahan). Jakarta: Erlangga. Tipler, Paul A. 2001. Fisika untuk Sains dan Teknik Edisi Ketiga Jilid 1(Terjemahan). Jakarta: Erlangga.D. HASIL PENGAMATANMassa M1=Massa M2=Massa m=Massa Katrol (M)= 1. Kegiatan 1Tabel 2.1. Hubungan antara jarak dan waktu tempuh untuk lintasan C ke ANoXCA (cm)tCA (cm)

1123

2123

3123

4123

5123

2. Kegiatan 2XCA =Tabel 2.2. Hubungan antara jarak dan waktu tempuh untuk lintasan A ke BNoXAB (cm)tAB (s)

1123

2123

3123

4123

5123


E. PERHITUNGAN DAN ANALISIS GRAFIKKegiatan 11. Buatlah grafik antara XCA terhadap t2CA. Dari grafik hitunglah percepatan benda M2 + m1. Bandingkan nilai percepatan yang diperoleh dengan percepatan dari perhitungan dengan persamaan 2.4.2. Hitung momen inersia katrol dari hasil percobaan dengan memanipulasi persamaan 2.4, gunakan percepatan a yang kamu peroleh dari grafik. Bandingkan hasilnya dengan nilai momen inersia katrol dengan menggunakan persamaan 2.3.3. Beriken analisis ketidakpastian mutlak dan relatif dari setiap perhitungan anda.4. Berikan komentar dan tarik kesimpulan berdasarkan hasil percobaan anda.Kegiatan 21. Buatlah grafik hubungan antara XAB terhadap tAB, untuk masing-masing beban tambahan m1 dan m2. Dari grafik tentukan besar kecepatan benda dari A ke B. Bandingkan nilai v grafik dengan nilai v yang diperoleh dari persamaan GLBB (gunakan percepatan a yang diperoleh dari kegiatan 1).2. Beriken analisis ketidakpastian mutlak dan relatif dari setiap perhitungan anda.3. Berikan komentar dan tarik kesimpulan berdasarkan hasil percobaan anda.

U NIT IIIGAYA GESEKAN

A. TUJUAN PERCOBAAN1. Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi gaya gesekan2. Memahami konsep gaya gesek statik dan kinetik3. Menentukan koefisien gesek statik dan kinetikB. ALAT DAN BAHAN1. Neraca pegas 0-5 N 2. Katrol meja 3. Balok kasar 4. Balok licin 5. Beban @ 50 gram6. Tali/benang 7. Papan landasan8. Bidang miring9. Balok persegi (dengan stecker penyambung),10. Stopwatch11. MeteranC. METODOLOGI DASAR1. Teori SingkatSebuah balok yang didorong di atas meja akan bergerak Bila sebuah balok massanya m, kita lepaskan dengan kecepatan awal Vo pada sebuah bidang horizontal, maka balok itu akhirnya akan berhenti. Ini berarti di dalam gerakan balok mengalami perlambatan, atau ada gaya yang menahan balok, gaya ini disebut gaya gesekan. Besarnya gaya gesekan ditentukan oleh koefisien gesekan antar kedua permukaan benda dan gaya normal. Besarnya koefisien gesekan ditentukan oleh kekasaran permukaan bidang dan benda.Gaya gesekan dibagi dua yaitu: gaya gesekan statis (fs) dan gaya gesekan kinetik (fk). Sebuah balok beratnya W, berada pada bidang mendatar yang kasar, kemudian ditarik oleh gaya F seperti pada Gambar 2.1 di bawah ini.

FfN WGambar 3.1: Gaya-gaya yang bekerja pada benda

Arah gaya gesekan f berlawanan arah dengan gaya penyebabnya F, dan berlaku:1. Untuk harga F fs maka benda bergerak dan gaya gesekan statis fs akan berubah menjadi gaya gesekan kinetisfk.Gaya gesekan antara dua permukaan yang saling diam satu terhadap yang lain disebut gaya gesekan statis. Gaya gesekan statis yang maksimum sama dengan gaya terkecil yang dibutuhkan agar benda mulai bergerak. Sekali gerak telah dimulai, gaya gesekan antar kedua permukaan biasanya berkurang sehingga diperlukan gaya yang lebih kecil untuk menjaga agar benda bergerak beraturan. Gaya yang bekerja antara dua permukaan yang saling bergerak relatif disebut gaya gesekan kinetik. Jika fs menyatakan besar gaya gesekan statik maksimum, maka :

(3.1)

Dengan adalah koefisien gesekan statik dan N adalah besar gaya normal. Jika fk menyatakan besar gaya gesekan kinetik, maka :

(3.2)

dengan adalah koefisien gesekan kinetik. Bila sebuah benda dalam keadaan diam pada suatu bidang datar, dan kemudian bidang tempat benda tersebut dimiringkan perlahan-lahan sehingga membentuk sudut sampai benda tepat akan bergerak, koefisien gesekan statik antara benda dan bidang diberikan oleh persamaan,S = tan c(3.3)Dengan c adalah sudut pada saat benda tepat akan bergerak, yang disebut sudut kritis. Koefisien gesekan statik merupakan nilai tangen sudut kemiringan bidang, dengan keadaan benda tepat akan bergerak/meluncur. Pada sudut-sudut yang lebih besar dari c, balok meluncur lurus berubah beraturan ke ujung bawah bidang miring dengan percepatan :

(3.4)di mana adalah sudut kemiringan bidang dan k adalah koefisien gesek kinetik antara benda dengan bidang. Dengan mengukur percepatan ax, maka koefisien gesekan k dapat dihitung.2. Setting Percobaan dan Prosedur KerjaKegiatan 1: Gaya tarik terhadap keadaan benda.Sediakan dan rangkailah alat yang tersedia seperti gambar di bawah. Tarik pegas pelan-pelan dengan gaya kecil. Perhatikan penunjukan neraca pegas, apa yang terjadi pada balok?. Perbesar gaya tarik sambil memperhatikan keadaan balok. Lakukan hal ini hingga balok tepat akan bergerak.

Balok MejaNeraca pegasKatrol Tali

Pada keadaan ini perhatikan penunjukan neraca pegas. Tarik terus sampai balok bergerak lurus beraturan, perhatikan penunjukan neraca pegas. Catat hasil pengamatan pada tabel pengamatan. Catat besar gaya tarik anda, dan keadaan benda (diam, tepat akan bergerak, dan bergelak lurus beraturan) pada tabel hasil pengamatan.Kegiatan 2: Hubungan antara gaya normal dengan gaya gesekanTambahkan beban di atas balok, lakukan seperti Kegiatan 1. Amati penunjukan neraca pegas pada saat balok tepat akan bergerak dan pada saat balok bergerak lurus beraturan. Lakukan beberapa kali dengan mengubah-ubah penambahan beban di atas balok. Catat hasil pengamatan pada tabel pengamatan.

Balok MejaNeraca pegasKatrol Tali

Kegiatan 3: Hubungan antara keadaan permukaan dengan gaya gesekanLakukan seperti Kegiatan 1. Ganti permukaan meja atau balok yang lebih kasar/halus. Amati penunjukan pegas. Pada saat balok tepat akan bergerak dan pada saat balok bergerak lurus beraturan. Lakukan kegiatan ini beberapa kali dengan mengganti permukaan meja atau balok yang lebih kasar/halus. Catat hasil pengamatan pada tabel pengamatan.Kegiatan 4: Menentukan koefisien gesekan statik pada bidang miringa. Siapkan alat dan bahan yang anda butuhkan.b. Letakkan bidang di atas meja dengan posisi mendatar ( = 0).c. Letakkan balok persegi di salah satu ujung bidang tersebut.d. Angkat secara perlahan ujung bidang tempat balok persegi berada sehingga sudut kemiringan bidang bertambah. Catat sudut kemiringan bidang pada saat benda tepat akan bergerak.e. Ulangi kegiatan (d) dengan menambah beban pada balok persegi hingga anda peroleh sedikitnya 5 (lima) data pengukuran sudut.Kegiatan 5: Menentukan koefisien gesekan kinetik pada bidang miringa. Atur kemiringan bidang dengan sudut yang lebih besar dari sudut kritis (c) yang telah anda peroleh pada bagian 1 di atas untuk balok persegi tanpa beban tambahan. Catat sudut kemiringan ini sebagai 1.b. Letakkan balok di ujung atas bidang yang telah anda ketahui panjangnya.c. Lepaskan balok bersamaan dengan menjalankan stopwacth untuk mengukur waktu tempuh balok persegi bergerak lurus berubah beraturan hingga ke ujung bawah bidang. Catat waktu tempuh ini sebagai t1.d. Ulangi kegiatan (c) dengan sudut kemiringan yang lebih besar hingga anda memperoleh sedikitnya 5 (lima) pasangan data.3. Masalah/soal Latihan1. Apa yang dimaksud dengan gaya gesekan?2. Jelaskan prinsip kerja percobaan setiap kegiatan!3. Tuliskan perbedaan gaya gesekan statis dengan gaya gesekan kinetik?4. Buktikan persamaan 3.3 dan 3.4!5. Gambarkan gaya gaya yang bekerja pada keadaan balok diam, tepat akan bergerak dan balok bergerak lurus beraturan!4. Sumber Pustaka1. Halliday, David dan Resnick, Robert. 1999. Fisika Jilid 1 Edisi Ketiga (Terjemahan). Jakarta: Erlangga.2. Tipler, Paul A. 2001. Fisika untuk Sains dan Teknik Edisi Ketiga Jilid 1(Terjemahan). Jakarta: Erlangga.D. HASIL PENGAMATAN1. Kegiatan 1Massa balok =Tabel 3.1. Hasil pengamatan pengaruh gaya tarik terhadap bendaNoGaya Tarik (N)Keadaan benda

1

2

3

2. Kegiatan 2Jenis permukaan adalah Tabel 3.2. Hubungan antara gaya tarik dengan gaya normalNoGaya Normal(N)Keadaan bendaGaya Tarik (N)

Pengukuran ke-Rata-rata

1Diam

Tepat akan bergerak1.2.3.

Bergerak lurus beraturan1.2.3.

2Diam



3Diam



3. Kegiatan 3Gaya Normal = Tabel 3.3. Hubungan antara jenis permukaan dengan gaya tarikJenis PermukaanKeadaan bendaGaya Tarik (N)


IDiam



IIDiam



IIIDiam



4. Kegiatan 4Tabel 3.4. Gaya gesekan statik pada bidang miring

NoGaya berat(N)Sudut Kritis (0)


11.2.3.

21.2.3.

31.2.3.

41.2.3.

5. Kegiatan 5.Massa beban = Sudut kemiringan bidang =Tabel 3.5. Gaya gesekan kinetik pada bidang miringNoJarak tempuh (cm)Waktu tempuh (s)


11.2.3.

21.2.3.

31.2.3.


E. ANALISIS DATA DAN ANALISA GARFIKKegiatan 1 : Gaya tarik terhadap keadaan benda.1. Gambarkan gaya-gaya yang bekerja pada benda ketika benda dalam keadaan diam, benda tepat bergerak dan benda bergerak lurus beraturan.2. Berikan pembahasan pengaruh gaya tarik terhadap keadaaan bendaKegiatan 2 : Hubungan antara gaya normal dengan gaya gesekan1. Buat tabel hasil analisis yang menghubungkan antara gaya normal dengan gaya gesekan2. Buat grafik hubungan antara gaya normal sebagai sumbu X dan gaya gesek statik sebagai sumbu Y. Dari grafik tentukan besar koefisien gesekan statiknya. 3. Buat grafik hubungan antara gaya normal sebagai sumbu X dan gaya gesek kinetik sebagai sumbu Y. Dari grafik tentukan besar koefisien gesekan kinetiknya. Kegiatan 3 : Hubungan antara keadaan permukaan dengan gaya gesekan1. Buat tabel hasil analisis yang menghubungkan antara koefisien gesekan setiap permukaaan dengan gaya gesekan2. Buat grafik hubungan antara gaya normal sebagai sumbu X dan gaya gesek statik sebagai sumbu Y. Dari grafik tentukan besar koefisien gesekan statiknya pada masing-masing permukaan. 3. Buat grafik hubungan antara gaya normal sebagai sumbu X dan gaya gesek kinetik sebagai sumbu Y. Dari grafik tentukan besar koefisien gesekan kinetik pada masing-masing permukaan.Kegiatan 4. Menentukan koefisien gesekan statik pada bidang miring1. Hitung koefisien gesekan statik untuk setiap sudut kritis yang anda peroleh,sertakan analisis ketidakpastiannya.2. Buat tabel yang menghubungkan antara massa beban dan koefisien gesekan statiknya..Kegiatan 5. Menentukan koefisien gesekan kinetik pada bidang miring1. Buat grafik hubungan antara jarak tempuh (s) dengan waktu tempuh kuadrat (t2). Dari grafik tentukan besar percepatan a. 2. Hitung besar koefisien gesekan kinetik dengan menggunakan persamaaan 3.4, sertakan analisis ketidakpastiannya3. Berikan komentar dan tarik kesimpulan berdasarkan hasil-hasil percobaan anda.

U NIT IVPEGAS

1. TUJUAN PRAKTIKUM1. Mempelajari hubungan antara gaya pegas dengan pertambahan panjang pegas1. Menentukan besar konstanta elastisitas sistem pegas.1. Menyelidiki pengaruh massa (m) terhadap periode ayunan suatu getaran pegas sederhana.1. ALAT DAN BAHAN1. Stopwatch1. Neraca 311 gram1. Beban + Penggantung1. Pegas1. Statif + Klem1. Mistar 100 cm, 1 buah1. METODOLOGI DASAR1. Teori SingkatTinjau sebuah pegas tergantung vertikal yang digantungi beban massa pada ujung bagian bawah seperti pada Gambar 4.1 berikut.

Posisi kesetimbanganxx

Gambar 4.1. Pengaruh gaya pada pegasPosisi pegas sebelum ditarik atau ditekan oleh beban massa berada pada titik kesetimbangan. Apabila pegas ditarik ke bawah dengan simpangan sebesar x kemudian dilepaskan, maka pegas akan bergerak naik turun di sekitar titik kesetimbangannya secara berulang (periodik) selama simpangan tidak terlalu besar. Dengan kata lain, pegas melakukan getaran. Getaran ini disebut gerak harmonis sederhana. Pegas dapat melakukan gerak harmonik sederhana karena adanya gaya pegas yang berfungsi sebagai gaya pemulih yang selalu melawan arah simpangan. Besarnya gaya pemulih ini dinyatakan sebagai hukum Hooke :F = - kx[4.1]Periode T adalah waktu yang diperlukan beban massa untuk melakukan satu kali getaran atau osilasi penuh yang dapat dinyatakan sebagai berikut.

[4.2]dengan :T=Periode getaran (s)m=Massa beban massa (kg)k=Konstanta elastisitas pegas (N/m)1. Setting Peralatan dan Prosedur Kerja1. Kegiatan 1. Menentukan hubungan gaya pegas dengan pertambahan panjang pegas0. Rakit statif sesuai gambar di samping.0. Pasang balok pendukung pada batang statif0. Pasang jepitan penahan pada balok pendukung, kemudian gantungkan satu pegas spiral.0. Ukur massa beban dan gantungkan 1 beban pada pegas (Fo)0. Ukur Panjang awal (lo) pegas dan catat hasilnya pada tabel0. Tambahkan 1 beban dan ukur kembali panjang pegas (l). Catat hasil pengamatan ke dalam tabel.0. Ulangi langkah ke-3 dengan setiap kali menambah 1 beban untuk melengkapi tabel pengamatan.1. Kegiatan 2. Menentukan konstanta pegas dari sistem pegasSusunan Seri1. Rakit statif seperti pada kegiatan 11. Susun dua pegas yang identik dengan susunan seri kemudian pasangkan pada statif1. Ukur panjang awal pegas, nyatakan sebagai l01. Gantungkan satu beban pada ujung pegas dan ukur pajang pegas. Nyatakan sebagai l1catat hasilnya di dalam tabel pengamatan1. Tambahkan beban kemudian ukur pertambahan panjangnya minimal 5 kali, catat hasilnya dalam tabel pengamatan.Susunan Paralel1. Rakit statif seperti pada kegiatan 11. Susun dua pegas yang identik dengan susunan paralel kemudian pasangkan pada statif1. Ukur panjang awal pegas, nyatakan sebagai l01. Gantungkan satu beban pada ujung pegas dan ukur pajang pegas. Nyatakan sebagai l1catat hasilnya di dalam tabel pengamatan1. Tambahkan beban kemudian ukur pertambahan panjangnya minimal 5 kali, catat hasilnya dalam tabel pengamatan1. Kegiatan 3. Menentukan periode getaran dari sistem pegas1. Gantung sebuah beban massa pada penggantung beban lalu tarik beban massa ke bawah sejauh 2 cm dari titik setimbangnya.1. Lepaskan beban dan biarkan sistem pegas massa bergerak naik turun beberapa saat, selanjutnya ambil satu posisi (maksimum bawah atau atas) untuk menjalankan stopwatch. Ukur waktu yang dibutuhkan untuk 5 (lima) kali getaran.1. Lakukan kegiatan (1) dan (2) dengan menambahkan beban satu persatu pada beban sebelumnya.1. Lakukan pengukuran dengan pengurangan beban massa satu persatu.1. Masalah/soal Latihan0. Buktikan persamaan konstanta pengganti pegas untuk susunan seri dan parallel!0. Sebuah pegas memiliki konstanta 200 N/m, jelaskan maksud dari pernyataan didepan0. Buktikan persamaan (4.2)!0. Benda yang digantung pada ujung pegas bergerak harmonic sederhana dengan frekuensi 20 Hz. Beban diganti dengan beban lain yang massanya 9 kali massa semula. Tentukan frekuensi getarannya.1. Sumber Pustaka3. Halliday, David dan Resnick, Robert. 1999. Fisika Jilid 1 Edisi Ketiga (Terjemahan). Jakarta: Erlangga.4. Tipler, Paul A. 2001. Fisika untuk Sains dan Teknik Edisi Ketiga Jilid 1 (Terjemahan). Jakarta: Erlangga.1. HASIL PENGAMATANKegiatan 1. Menentukan hubungan gaya pegas dengan pertambahan panjang pegasPanjang awal pegas= ..................................... cmTabel 4.1. Hubungan antara gaya pegas dengan pertambahan panjang pegas NoMassa beban (gram)Panjang akhir (cm)

12345..............................................................................................................

Kegiatan 2. Menentukan hubungan gaya pegas dengan pertambahan panjang pegasSusunan SeriPanjang awal pegas= ..................................... cmTabel 4.2.1. Hubungan antara gaya pegas dengan pertambahan panjang pegas NoMassa beban (gram)Panjang akhir (cm)

12345..............................................................................................................

Susunan ParalelPanjang awal pegas= ..................................... cmTabel 4.2.2. Hubungan antara gaya pegas dengan pertambahan panjang pegas NoMassa beban (gram)Panjang akhir (cm)

12345..............................................................................................................

Kegiatan 3. Menentukan periode getaran dari sistem pegasSimpangan = ..................................... (cm)Jumlah getaran = ..................................... kali

Tabel 4.3. Priode getaran pegasNoMassa beban (gram)Waktu (s)Periode (s)

1234....................................................................................................................................


1. PERHITUNGAN DAN ANALISIS GRAFIK1. Untuk kegiatan 1, dan 2. Buatlah grafik hubungan antara gaya F dengan pertambahan panjang pegas l. Tentukan konstanta pegas berdasarkan grafik tersebut, bandingkan hasil yang anda peroleh dengan hasil analisis menggunakan persamaan matematis untuk susunan seri dan paralel susunan pegas.1. Berdasarkan data hasil pengukuran pada kegiatan 3, buat pula grafik hubungan antara kuadrat periode T2 dengan massa beban m. Tentukan konstanta pegas berdasarkan grafik tersebut, bandingkan hasil yang anda peroleh dari grafik dengan nilai periode pada tabel 4.3, gunakan g = 9.80 m/s2

U NIT VGERAK HARMONIK SEDERHANA

A. TUJUAN PRAKTIKUM1. Mahasiswa dapat memahami faktorfaktor yang mempengaruhi besarnya periode ayunan bandul matematis dan bandul fisis.1. Mahasiswa dapat menentukan nilai periode ayunan bandul matematis dan bandul fisis.B. ALAT DAN BAHAN 1. Neraca ohauss 311 gram 1. Mistar plastik 1. Satu set statif penggantung 1. Bandul matematis dan bandul fisis1. Benang /tali 1. Busur derajat1. Stopwatch C. METODOLOGI DASAR6. Teori SingkatSebuah benda yang massanya dianggap sebagai sebuah partikel yang terletak dipusat massanya, diikat dan digantung dengan tali lentur pada sebuah titik tetap. Bila benda itu diberi simpangan awal sehingga tali membentuk sudut yang cukup kecil terhadap arah vertikal dan kemudian benda dilepaskan, maka benda akan berayun disekitar titik setimbangnya pada sebuah bidang datar vertikal dengan frekuensi tetap. Sistem yang demikian itu disebut bandul sederhana atau bandulmatematis.

xGambar 5.1: Bandul matematisPada bandul matematis, mg sin disebut sebagai gaya pemulih. Berdasarkan hukum newton untuk gerak rotasi, dapat dituliskan

,

karena I adalah momen inersia bandul, dengan , sehingga akan diperoleh:

, untuk maka sehingga,

[5.1]

dari persamaan 5.1, diperoleh bahwa , sehingga periode bandul sederhana itu adalah:

[5.2]dengan T = periode osilasi (s)l = panjang tali penggantung bandul (m)g = percepatan gravitasi bumi (m/s2)

Gambar 5.2. Bandul fisispusat massa batanguntuk bandul fisis perhatikan gambar 5.2, berdasarkan hukum newton, dapat dituliskan

,

karena I adalah momen inersia batang yang diputar diujungnyadul, dengan , sehingga akan diperoleh:

, untuk maka sehingga,

[5.3]

dari persamaan 5.3, diperoleh bahwa , sehingga periode bandul sederhana itu adalah:

[5.4]dengan T = periode osilasi batang(s)l = panjang batang (cm)g = percepatan gravitasi bumi (m/s2)6. Setting Peralatan dan Prosedur Kerja1. Kegiatan 1: Bandul Matematis1. Timbang massa badul (beban yang akan digantung pada statif) 1. Gantungkan bandul dengan seutas tali pada statif (lihat gambar 5.1)1. Ukur panjang tali penggantung, catat hasilnya pada tabel hasil pengamatan!1. Berikan simpangan bandul sebesar x = 5 cm (atau nyatakan simpangannya dalam sudut) kemudian lepaskan bandul. Ukur waktu yang dibutuhkan bandul untuk berayun sebanyak 10 kali ayunan. Tentukan priode ayunan dari waktu yang diperoleh!1. Ulangi langkah 4 di atas dengan simpangan yang berbeda sebanyak 5 kali, catat hasilnya dalam tabel hasil pengamatan.1. Dengan cara yang sama lakukan langkah 4) sampai 5) dengan mengubah massa bandul sebanyak 5 kali (panjang tali dan simpangan dikonstankan). Catat hasil pengamatan pada tabel!1. Lakukan langkah d) sampai e) dengan mengubah panjang tali sebanyak 5 kali (massa bandul dan simpangan dikonstankan). Catat hasil pengamatan pada tabel!1. Kegiatan 2: Bandul Fisis1. Gantungkan batang pada pengait yang terpasang pada statif (lihat gambar 5.2) 1. Berikan simpangan batang sekitar 7 derajat kemudian lepaskan, ukur waktu yang dibutuhkan untuk berayun sebanyak 10 kali ayunan! Catat hasilnya pada tabel hasil pengamatan!1. Tambahkan satu beban tambahan di ujung bawah batang, kemudian berikan simpangan sekitar 7 derajat kemudian lepaskan, ukur waktu yang dibutuhkan untuk berayun sebanyak 10 kali ayunan! Catat hasilnya pada tabel hasil pengamatan!1. Pindahkan posisi beban tambahan sebanyak 3 kali (ukur posisinya dari pusat rotasinya), kemudian berikan simpangan sekitar 7 derajat, lepaskan dan ukur waktu yang dibutuhkan untuk berayun sebanyak 10 kali ayunan! Catat hasilnya pada tabel hasil pengamatan!6. Masalah/soal Latihan1. Jalaskan apa yang dimasud dengan gerak harmonik sederhana?1. Jelaskan perbedaan bandul matematis dan bandul fisis?1. Jelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi periode osilasi pada bandul matematis dan bandul fisis? 1. Tuliskan variabel yang termasuk variabel manipulasi, variabel respon dan variabel control pada setiap kegiatan untuk bandul matematis?1. Berikan rumusan kesalahan mutlak persamaan 5.2 dan 5.4!1. Turunkan persamaan untuk menentukan besar periode getaran pada Kegiatan 2: Bandul Fisis poin 3 dan 4 .6. Sumber Pustaka5. Halliday, David dan Resnick, Robert. 1999. Fisika Jilid 1 Edisi Ketiga (Terjemahan). Jakarta: Erlangga.6. Tipler, Paul A. 2001. Fisika untuk Sains dan Teknik Edisi Ketiga Jilid 1(Terjemahan). Jakarta: Erlangga.

D. HASIL PENGAMATANKegiatan 1 : Bandul MatematisKegiatan 1.1 : Hubungan simpangan dengan periodePanjang tali = ..................................... cmMassa bandul = ..................................... gramJumlah ayunan = ..................................... kaliTabel 5.1. Pengaruh simpangan terhadap periode ayunanNoSimpangan (0 / cm)Waktu(s)Periode(s)

12345.....................................................................................................................................................................

Kegiatan 1.2. Hubungan massa bandul dengan periode ayunanPanjang tali = ..................................... cmSimpangan = ..................................... (0/cm)Jumlah ayunan = ..................................... kali

Tabel 5.2. Pengaruh massa badul dengan priode ayunanNoMassa bandul(gram)Waktu(s)Periode(s)

12345.....................................................................................................................................................................

Kegiatan 1.3. Hubungan panjang tali dengan periode ayunan.Massa bandul = ..................................... gramSimpangan = ..................................... (0/cm)Jumlah ayunan = ..................................... kaliTabel 5.3 : Pengaruh panjang tali terhadap periode ayunanNoPanjang tali (cm)Waktu (s)Periode(s)

1234....................................................................................................................................

Kegiatan 2 : Bandul FisisMassa batang = ..................................... gramMassa beban tambahan=..................................... gramPanjang batang = ..................................... cmJumlah ayunan= ..................................... kaliTabel 5.4. Periode ayunan batang NoPosisi Beban TambahanWaktu (s)Periode(s)

1Tanpa beban tambahan1.2.3.

2di ujung batang (.cm )1.2.3.1.2.3.

3.cm1.2.3.1.2.3.

4.cm1.2.3.1.2.3.


E. PERHITUNGAN Kegiatan 1. Bandul Matematis1. Berdasarkan tabel 5.1, 5.2 dan 5.3 berikan pembahasan tentang faktor-faktor yang mempengaruhi periode ayunan.1. Hitung periode ayunan untuk kegiatan 1.3 dengan menggunakan persamaan 5.2. sertakan analisis ketidakpastiannya, bandingkan dengan nilai periode pada yang diperoleh dari tabel 5.3. Kegiatan 2. Bandul Fisis0. Hitung periode ayunan batang setiap data yang anda peroleh. sertakan analisis ketidakpastiannya, bandingkan hasil yang anda peroleh dengan nilai periode pada tabel 5.4.

U NIT VITEKANAN HIDROSTATIK

A. TUJUAN PRAKTIKUM1. Mahasiswa dapat mengetahui pengaruh kedalam terhadap tekanan hidrostatik1. Mahasiswa dapat mengetahui pengaruh massajenis zat cair terhadap tekanan hidrostatik1. Mahasiswa dapat memahami prinsip percobaan tekanan hidrostatikB. ALAT DAN BAHAN 1. Pipa berbentuk U1. Piknometer1. Gelas kimia1. Selang plastik1. Corong1. Mistar biasa1. Air dan kertas grafikC. METODOLOGI DASAR0. Teori SingkatTekanan ialah gaya yang bekerja pada tiap satuan luas. Dapat dituliskan dalam pernyataan rumus yaitu :

[6.1]dimanaP = tekanan (N/m2) atau Pascal (Pa)F = gaya (N)A = luas (m2)catatan :1 Atmosfer (1 atm) = 76 Hg = 1,013. 105 N/m2.1 cm Hg = 1.333, 2 N/m21 torr = 1 mmHg = 133,32 N/m2 = 1 torricelliBenda yang berada dalam zat cair akan mengalami tekanan. Besarnya tekanan yang dialami tekanan diberikan dalam persamaan:

Ph = Po + [6.2]0. Setting Peralatan dan Prosedur Kerja1. Tentukan massa jenis zat cair yang akan anda gunakan, dengan mengukur massa dan volumenya.1. Hubungkan pipa U yang berisi dengan zat cair dengan sebuah corong gelas oleh selang plastik.1. Masukkan corong kedalam air, tekan dengan kedalaman tertentu , ukur kedalaman dengan mistar biasa (diukur dari permukaan air ke permukaan air dalam corong).1. Amatilah perubahan tinggi permukaan zat cair pada kedua pipa U. Ukur selisih ketinggian zat cair pada pipa U. Catat hasil pengukuran dalam tabel pengamatan.1. Ulangi percobaan dengan kedalaman yang berbeda-beda.Kegiatan 2. Pengaruh massa jenis zat cair terhadap tekanan hidrostatik1. Berdasarkan tabel pengamatan/pengukuran, buat grafik yang menunjukan hubungan antara tinggi permukaan dengan tekanan hidrostatik !1.

Jika tanyang diperoleh dari grafik sama dengan , dengan massa jenis air dan percepatan gravitasi, maka tentukanlah rumus tekanan hidrostatis.0. Masalah/soal Latihan1. Apa yang dimaksud dengan tekanan hidrostatik ?1. Apa yang dimaksud dengan tinggi permukaan zat cair ?1. Air laut mempunyai kedalaman 100 m dan massa jenisnya 1,2 g/cm3. Jika tekanan udara luar 1 atm = 1. 105 N/m2. Hitunglah tekanan hidrostatis di dasar laut ?1. Tentukan tekanan yang ditimbulkan oleh air pada kedalaman 50 m dibawah permukaan air danau ?1. Tuliskan apa yang dimaksud dengan :1. gaya adhesi2. gaya kohesi3. tegangan permukaan zat cair1. Jika diketahui massa jenis air 1 g/cm3 (g = 10 m/s2), hitunglah tekanan hidrostatik pada dasar bejana yang luasnya 100 cm2, berisi zat cair yang volumenya 1250 cm2, (dalam satuan SI).1. Variabel-variabel apa saja yang dapat dikontrol dalam percobaan ini sehingga menghasilkan data yang lebih akurat ?.0. Sumber Pustaka7. Halliday, David dan Resnick, Robert. 1999. Fisika Jilid 1 Edisi Ketiga (Terjemahan). Jakarta: Erlangga.8. Tipler, Paul A. 2001. Fisika untuk Sains dan Teknik Edisi Ketiga Jilid 1(Terjemahan). Jakarta: Erlangga.

D. HASIL PENGAMATANTabel 6.1. Massa jenis zat cairNoJenis Zat CairMassa (gram)Volume (ml)Massa jenis (g/cm3)

123

Kegiatan 1. Pengaruh kedalaman terhadap tekanan hidrostatikJenis Zat Cair = Tabel 6.2. Hubungan antara kedalaman zat cair dengan tekanan hidrostatisNoKedalaman (cm)Perbedaaan ketinggian zat cair pada pipa U (cm)

1

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

2

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

3

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

4.............................................

5.............................................

Kegiatan 2. Pengaruh massa jenis zat cair terhadap tekanan hidrostatikKedalaman Corong = cmTabel 6.3. Hubungan antara massa jenis zat cair dengan tekanan hidrostatisNoJenis Zat CairPerbedaaan ketinggian zat cair pada pipa U (cm)

1

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

2

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

3

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


E. ANALISA DATA DAN PERHITUNGAN1. Hitung besar tekanan hidrostatis pada pipa U untuk setiap kegiatan.2. Berikan tabel yang membandingkan antara kedalaman dengan tekanan hidostatik 3. Berikan tabel yang membandingkan antara massa jenis dengan tekanan hidostatik 4. Berikan penjelasan pengaruh kedalaman dan massa jenis terhadap tekanan hidrostatik berdasarkan data yang diperoleh.

U NIT VIIVISKOSITAS ZAT CAIR

A. TUJUAN PRAKTIKUM 1. Memahami prinsip kerja percobaan2. Menentukan koefisien kekentalan zat cair dengan menggunakan Hukum Stokes

B. ALAT DAN BAHAN1. Tabung Stokes2. Mistar gulung.3. Jangka sorong 4. Neraca Ohauss 5. Pinset.6. Stopwatch7. Aerometer Baume 8. Termometer batang.9. Zat cair gliserin dan oli.10. Lap/tissu11. Bola pejal (bahan yang sama dengan jari berbeda-beda)C. METODOLOGI DASAR1. Teori SingkatBenda yang bergerak pada permukaan padat yang kasar akan mengalami gaya gesekan. Analog dengan hal itu, maka benda yang bergerak dalam zat cair yang kental akan mengalami gaya gesekan yang disebabkan oleh kekentalan zat cair itu. Bedanya adalah gaya gesekan pada benda yang bergerak dalam zat cair kental bergantung pada kecepatan benda. Menurut hukum Stokes, gaya gesekan yang dialami oleh sebuah bola pejal yang bergerak dalam zat cair yang kental adalah :

[7.1]Dengan, FS= Gaya gesekan zat cair (kg.m.s-2)

= koefesian kekentalan zat cair (N.m-2.s atau kg.m-1.s-1r = jari-jari bola pejal (m)V = kecepatan gerak benda dalam zat cairSelain gaya gesekan zat cair, kita juga sudah mengenal gaya berat dan gaya Archimedes. Dengan demikian, maka pada sebuah bola pejal yang bergerak dalam zat cair yang kental (Gambar 6.1) akan mengalami ketiga gaya tersebut atau :

Bila bola pejal telah mencapai kecepatan tetap, maka resultan gaya tersebut akan sama dengan nol, sehingga benda bergerak lurus beraturan. Besar kecepatannya pada keadaan itu adalah:[7.2]Dengan, g = percepatan gravitasi (m.s-2) = massa jenis bola pejal (kg.m-3). = massa jenis zat cair (kg.m-3).FAFS yWGambar 6.1 : Gaya Stokes

Bila selama bergerak lurus beraturan bola memerlukan waktu selama t untuk bergerak sejauh y, maka persamaan (8.2) di atas dapat diubah menjadi :

atau[7.3]dimana y adalah jarak yang ditempuh bola mulai saat bergerak dengan kecepatan konstan hingga berhenti, dan t adalah waktu yang ditempuhnya.2. Setting Peralatan dan Prosedur KerjaSebelum anda melakukan pengukuran dan mengambil data, maka pastikan bahwa alat-alat yang anda gunakan dalam keadaan baik dan sudah lengkap. Setelah itu lakukan kegiatan sebagai berikut :a. Ukur diameter masing-masing bola dengan menggunakan jangka sorong, dan timbang dengan Neraca Ohauss 311 gram.b. Siapkan tabung gelas dan tempatkan sendok saringan pada tabung, kemudian isi tabung fluida (gliserin/oli) hingga hampir penuh.c. Ukur massa jenis gliserin dengan Aerometer Baume. Lilitkan karet gelang pertama sekitar 10 cm di bawah permukaan gliserin/oli. Kemudian karet kedua yang dapat diatur-atur di atas dasar tabung.d. Atur karet kedua sehingga jaraknya dengan karet kedua adalah 20 cm.e. Ambil satu bola, dan tempatkan bola tepat di atas permukaan gliserin/oli (gunakan pinset), kemudian lepaskan. Selanjutnya ukur waktu yang ditempuh bola pejal dari gelang pertama ke gelang kedua.f. Catat hasil pengamatan Anda pada tabel pengamatan yang telah tersedia. Kemudian ulangi kegiatan e sampai g untuk jarak kedua karet gelang 25 cm, 30 cm, 35 cm, 45 cm,., 65 cm.g. Ulangi kegiatan anda dengan menggunakan bola yang lain.3. Masalah/soal Latihana. Apa yang dimaksud dengan gaya gesekan pada benda oleh fluida menurut hukum Stokes?b. Apa arti tanda minus pada persamaan (8.1) !c. Jelaskan arti dari aliran fluida turbulen dan laminer !d. Tuliskan 3 syarat yang harus diperlukan dalam pemakaiannya Hukum Stokes !e. Pada saat bola bergerak dengan kecepatan konstan, gaya-gaya apa saja yang bekerja dan gambarkan arah-arah gayanya pada bola !f. Tentukan berapakah viskositas zat cair secara teori pada gliserin dan oli?g. Buktikan persamaan berikut :

h. Berapa rapat massa dari beberapa zat cair berikut : gliserin, Oli, dan Air ?i. Rambat ralatkan persamaan pada soal bagian (6) ?j. Buatlah tabel pengamatan dari prosedur kerja praktikum pada panduan ini !4. Sumber Pustaka Giancoli. 2001 (terjemahan Yuhliza Hanum). Fisika Edisi Kelima Jilid 2. Erlangga. Jakarta. Darmawan, B. 1984. Teori Ketidakpastian Menggunakan satuan SI, edisi kedua. ITB. Bandung Halliday & Resnick (terjemahan Pantur Silaban). 1978, Fisika, Edisi Ketiga, Jilid 1. Erlangga. Jakarta. Paul A. Tipler (terjemahan Las Prasetio dkk). 1998. Fisika Untuk Sains dan Teknik Edisi 3 jilid 1. Erlangga. Jakarta. Prancis Weaston, Sears. 1980. Mekanika Panas dan Bunyi. Bina Cipta, Bandung Tim Dosen Fisika Dasar 1 Jurusan Fisika FMI,PA UNM. 2009. Modul Pengukuran Dasar dan Teori Ketidakpastian Pengukuran. Laboratorium Fisika FMIPA UNM. MakassarD. HASIL PENGAMATAN1. Bola 1Massa jenis Gliserin =Massa bola =Diameter bola=Tabel 6.1. Tabel Hasil Pengamatan 1NoJarak tempuh (cm)Waktu tempuh (s)

11.2.3.

21.2.3.

31.2.3.

41.2.3.

51.2.3.

2. Bola 2NoJarak tempuh (cm)Waktu tempuh (s)

11.2.3.

21.2.3.

Penuntun Praktikum Fisika Dasar 1 Jurusan Fisika

Documents

Transcript of Penuntun Praktikum Fisika Dasar 1 Jurusan Fisika