PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …
Transcript of PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …
i
PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS
DANA LOKAL ITS TAHUN 2020
JUDUL PENELITIAN
DIGITALISASI LABORATORIUM FISIKA DASAR ITS
BERBASIS IoT
Tim Peneliti:
Dr. Rachmad Setiawan, S.T., M.T. (Teknik Biomedik / FTEIC)
Atar Fuady Babgei, S.T., MSc (Teknik Biomedik / FTEIC)
Ahmad Zaini, S.T., M.T. (Teknik Komputer / FTEIC)
MY Alief Samboro, S.T., M.Ds. (Creabiz / Desain Produk Industri)
LEMBAGA PENELITIAN DAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA
2020
2
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI ........................................................................................................................ 2
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................................... 3
DAFTAR TABEL ................................................................................................................ 4
BAB 1. RINGKASAN ......................................................................................................... 5
BAB 2 LATAR BELAKANG ............................................................................................. 6
2.1 Manfaat Praktikum online ...................................................................................... 8
2.2 Rasionalitas ............................................................................................................. 8
2.3 Tujuan ..................................................................................................................... 8
BAB 3 KAJIAN PUSTAKA ............................................................................................. 10
3.1 Internet of Things .................................................................................................. 10
3.2 Protokol MQTT ...................................................................................................... 11
3.3 Modul Paktikum .................................................................................................... 12
3.3.1 Praktikum 1: Bandul matematis .................................................................... 12
3.3.2 Praktikum 2: Bandul fisis .............................................................................. 14
3.3.3 Praktikum 3: Tetapan pegas .......................................................................... 17
3.3.4 Praktikum 4: Gerak peluru............................................................................. 20
3.3.5 Praktikum 5: Fletcher Trolley ........................................................................ 24
3.3.6 Praktikum 6: Momen Inersia ......................................................................... 28
3.3.7 Praktikum 7: Gerak Jatuh Bebas .................................................................... 31
3.3.8 Praktikum 8: Gerak Lurus Berubah Beraturan .............................................. 34
3.3.9 Praktikum 9: Viskositas .................................................................................. 37
3.3.10 Praktikum 10: Hukum Kirchhoff .................................................................... 40
BAB 4 METODE PENELITIAN ..................................................................................... 44
4.1. Digitalisasi perangkat praktikum ......................................................................... 44
4.2. User Flow .............................................................................................................. 47
4.3. Mockup web base aplikasi Telelab ....................................................................... 48
4.4. Desain enclosure untuk modul IoT ....................................................................... 50
BAB 5 JADWAL DAN RANCANGAN ANGGARAN BIAYA ................................... 52
5. 1. Jadwal ...................................................................................................................... 52
5.2 Anggaran Biaya .......................................................................................................... 52
BAB 6 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 55
BAB 7 LAMPIRAN ........................................................................................................... 56
3
DAFTAR GAMBAR
Gambar 3. 1 Arsitektur WSN dengan broker dan gateway. [1] .......................................... 11
Gambar 3. 2 Gerak satu periode bandul matematis (B-A-C-A-B) ...................................... 13
Gambar 3. 3 Rangkaian percobaan bandul matematis ........................................................ 14
Gambar 3. 4 Torka Putih ..................................................................................................... 15
Gambar 3. 5 Trayektori sebuah peluru dengan kecepatan awal vo dan sudut o
(http://www.mediabali.net/fisika_hypermedia/gerak_peluru.html) ................. 21
Gambar 3. 6 Rangkaian alat percobaan gerak peluru .......................................................... 24
Gambar 3. 7 Penampang Piringan Tipis .............................................................................. 30
Gambar 3. 8 Gaya luar Fi dan gaya dakhil fi yang bekerja terhadap partikel bermassa mi . 30
Gambar 3. 9 Grafik Hubungan Kecepatan dan Waktu untuk Benda yang Bergerak Lurus
Berubah Beraturan ....................................................................................... 34
Gambar 3. 10 Percobaan Gerak Lurus Berubah Beraturan ................................................. 36
Gambar 3. 11 Ilustrasi arus masuk dan keluar pada suatu titik cabang ............................... 41
Gambar 3. 12 Tegangan pada suatu loop tertutup .............................................................. 42
Gambar 3. 13 Kegiatan pengukuran pada rangkaian listrik (existing) ................................ 43
Gambar 3. 14. Contoh Tabel Data untuk Praktikum Hukum Kirchoff ............................... 43
Gambar 4. 1. Konsep (Diagram Blok) untuk pengembangan digitalisasi perangkat praktikum
............................................................................................................................................. 44
Gambar 4. 2. Konsep (Wireframe) laman login praktikan .................................................. 45
Gambar 4. 3 Konsep (Wireframe) antarmuka website praktikum hukum Kirchhoff. ......... 46
Gambar 4. 4 Konsep (Wireframe) laman percobaan yang dilakukan secara interaktif oleh
praktikan ......................................................................................................... 47
Gambar 4. 5 User Flow pelaksanan praktikum ................................................................... 48
Gambar 4. 6 Tampilan depan modul telelab........................................................................ 48
Gambar 4. 7 Desain Tutorial Praktikum .............................................................................. 49
Gambar 4. 8 Desain monitoring pelaksanaan praktikum .................................................... 49
Gambar 4. 9 Gambar enclosure tampak atas ....................................................................... 50
Gambar 4. 10 Gambar enclosure tampak bawah ................................................................. 50
Gambar 4. 11 Gambar enclosure tampak bagian dalam ...................................................... 51
4
DAFTAR TABEL
Tabel 5. 1 Jadwal kerja penelitian ....................................................................................... 52
Tabel 5. 2 Anggaran Biaya Penelitian untuk komponen ..................................................... 52
Tabel 5. 3. Pembelian Server dan Pembuatan Web Apps ................................................... 54
5
BAB 1. RINGKASAN
Kegiatan praktikum di Institut Teknologi Sepuluh Nopember menjadi salah satu
aspek penting yang tidak dapat dipisahkan dalam kegiatan perkuliahan bidang sains seperti
pada mata kuliah Fisika Dasar. Ada beberapa hal yang membuat kegiatan praktikum penting
untuk dilakukan. Yang pertama praktikum dinilai mampu menambah antusiasme
siswa/praktikan dalam mempelajari materi. Kemudian praktikum juga dapat mengasah
keterampilan dan pengetahuan siswa/praktikan dalam melaksanakan eksperimen/percobaan.
Lalu praktikum dapat menambah pemahaman siswa /praktikan dalam memahami materi.
Seiring dengan meningkatnya jumlah mahasiswa yang mengambil mata kuliah
Fisika Dasar mengakibatkan fasilitas laboratorium yang ada pada saat ini sulit untuk
menunjang kegiatan praktikum dengan optimal. Diperlukan suatu terobosan pada
pelaksanaan kegiatan praktikum, sehingga dapat mengakomodir kebutuhan mahasiswa
seiring dengan bertambahnya jumlah mahasiswa ITS.
Pada penelitian ini diusulkan digitalisasi kegiatan praktikum dengan memanfaatkan
emerging technology seperti Internet of Things dan Cloud Service guna meningkatkan
kualitas pengelolaan layanan laboratorium Fisika Dasar. Pengembangan praktikum berbasis
teknologi dilakukan dengan merevolusi konsep kegiatan pembelajaran praktikum yang
semula paper-based menjadi online-based/online learning. Kemudian dilakukan
pengembangan perangkat yang memungkinkan pengiriman hasil-hasil pengukuran dalam
kegiatan praktikum yang terintegrasi dengan website yang dapat diakses oleh mahasiswa.
Diharapkan pada penelitian ini dihasilkan sistem pembelajaran praktikum berbasis
teknologi yang interaktif guna mendukung pembelajaran materi kuliah Fisika Dasar.
Kata Kunci: Praktikum Fisika, Praktikum berbasis Teknologi, Internet of Things, Cloud
Service, Web Application
6
BAB 2 LATAR BELAKANG
Fisika adalah salah satu cabang ilmu sains yang selama ini lebih sering hanya dipelajari
di dalam kelas dengan proses pembelajaran searah yang dilakukan oleh guru. Fisika
semestinya dipelajari dengan cara melakukan langsung atau lebih sering dikenal dengan
istilah percobaan. Hal ini sesuai dengan pernyataan bahwa fisika adalah ilmu percobaan
(Young and Freedman, 2002), artinya fisika juga bisa dipelajari dengan cara percobaan atau
kegiatan praktikum.
Terdapat beberapa alasan mengapa kegiatan praktikum penting untuk dilakukan dalam
pembelajaran sains, khususnya fisika. Setidaknya terdapat 4 alasan yang dikemukakan para
pakar pendidikan IPA/sains mengenai pentingnya kegiatan praktikum. Pertama, praktikum
mampu membangkitkan motivasi belajar IPA. Kedua, praktikum mengembangkan
keterampilan dasar dalam melaksanakan eksperimen. Ketiga, praktikum menjadi wahana
belajar pendekatan ilmiah (Reductionism, Repeatability, dan Refutation). Keempat,
praktikum menunjang pemahaman materi mata kuliah (Woolnough and Allsop, 1985).
Melalui praktikum, akan timbul rasa ingin tahu yang lebih sehingga motivasi belajar akan
meningkat. Keterampilan dasar eksperimen juga akan terasah seperti : mengamati,
mengukur, menggolongkan , mengajukan pertanyaan, menyusun hipotesis, merencanakan
percobaan, mengidentifikasi variabel, menentukan langkah kerja, melakukan eksperimen,
membuat dan menafsirkan informasi/grafik, menerapkan konsep, menyimpulkan dan
mengkomunikasikan baik secara verbal dan non verbal
Seiring dengan beberapa penjelasan tentang pentingnya kegiatan praktikum tersebut,
mahasiswa ITS diwajibkan mengambil praktikum Fisika Dasar. Praktikum Fisika Dasar
terbagi menjadi Praktikum Fisika Dasar 1 dan 2. Praktikum Fisika Dasar 1 terdiri dari
Kinematika, Dinamika Rotasi, Getaran dan Fluida, yang dibagi menjadi praktikum bandul
matematis dan fisis, gerak peluru, Fletcher Trolley, momen nersia, bola jatuh bebas, dan bola
jatuh tak beraturan sedangkan praktikum Fisika Dasar 2 terdiri dari panas yang ditimbulkan
oleh Arus Listrik, Voltameter, Hukum Ohm, Hukum Kirchoff, Arus Bolak Balik, Plat
Kapasitor, Induksi Elektromagnetik, Termokopel. Praktikum 1 : Bandul Matematis
bertujuan untuk menentukan percepatan gravitasi bumi dengan menggunakan bandul
matematis, peralatan yang digunakan adalah bandul matematis dan perlengkapannya,
Rollmeter, Stopwatch. Praktikum 2 : Bandul Fisis bertujuan untuk menentukan percepatan
gravitasi bumi dengan menggunakan bandul fisis, peralatan yang digunakan adalah bandul
7
fisis dan perlengkapannya, beban setangkup, Rollmeter dan Stopwatch. Praktikum 3 :
Gerak Peluru bertujuan mempelajari konsep gerak peluru dari suatu benda dengan peralatan
yang digunakan adalah projectilelauncher dan perlengkapannya, proyektil, Pasir Silika,
mistar dan Stopwatch. Praktikum 4 : Fletchers Trolley bertujuan menghitung gerak dengan
percepatan uniform dengan peralatan yang digunakan adalah Fletchers Trolley, Holding
Magnet, Stop Clock, Small Contact Plate, Power Supply tegangan rendah, Morse key dan
kabel penghubung. Praktikum 5 : Momen Inersia bertujuan memperkenalkan penggunaan
hukum Newton II pada gerak rotasi dan nenentukan momen inersia sistem benda berwujud
roda sepeda. Adapun Peralatan yang digunakan adalah Roda Sepeda beserta statif, Electric
Stop Clock, Anak Timbangan, Rollmeter, Waterpas dan tempat beban. Praktikum 6: Bola
Jatuh Bebas bertujuan menentukan besarnya percepatan gravitasi bumi di suatu tempat
dengan peralatan yang digunakan adalah Large Contact plate termasuk steel ball, Holding
magnet dengan multiclamp, Holding magnet adapter dengan release mechanism, Counter S,
Stand basses MF, Stand rods, Leybold multiclamps, Scale dengan pointer. Praktikum 7:
Dengan melakukan percobaan mengenai gerak jatuh bebas, diharapkan praktikan dapat
memahami konsep dari gerak jatuh bebas,mengukur waktu benda yang jatuh bebas sebagai
fungsi dari jarak dan menentukan percepatan gravitasi bumi ditempat percobaan dengan
metode gerak jatuh bebas.Praktikum 8: Gerak Lurus Berubah Beraturan dengan tujuan
menyelidiki konsep Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) pada bidang miring dengan
menggunakan ticker timer, mengecek hubungan antara kecepatan dan waktu pada gerak
lurus berubah beraturan. Praktikum 9: memahami adanya gaya gesekan yang dialami benda
yang bergerak dalam fluida, memahami perilaku kental fluida, menentukan koefisien
kekentalan (viskositas). Praktikum 9: Viskositas bertujuan memahami adanya gaya
gesekan yang dialami benda yang bergerak dalam fluida, memahami perilaku kental fluida,
menentukan koefisien kekentalan (viskositas). Praktikum 10: Hukum Kirchoff bertujuan
menentukan besarnya percepatan gravitasi bumi di suatu tempat dengan peralatan yang
digunakan
Dari beberapa praktikum tadi, terdapat beberapa praktikum yang menurut praktikan
sulit untuk dilakukan seperti momen inersia. Untuk memperoleh besarnya momen inersia
cakram dan batang dilakukan beberapa pengambilan data yaitu massa cakram dan batang,
massa beban, jari-jari (lengan momen), jari-jari cakram, panjang batang, waktu tempuh
sebesar 15o untuk mendapatkan besar ɷ dan T (periode satu kali putaran). Kesulitan lainnya
adalah proses pengambilan data t dan T yang seharusnya diperoleh pada 1 kali percobaan
masih harus dilakukan secara bergantian. Kendala lainnya adalah jumlah mahasiswa ITS
8
yang semakin naik, dimana sebagian besar harus mengambil praktikum Fisika Dasar sebagai
praktikum dasar wajib. Jumlah peralatan yang relatif tetap dan daya tampung laboratorium
yang relatif tetap, maka alangkah baiknya jika praktikum bisa dilakukan secara online.
Selain dipakai untuk kepentingan praktikum mahasiswa ITS sendiri, praktikum online ini
bisa juga dipakai oleh mahasiswa kampus lain.
2.1 Manfaat Praktikum online
Pelaksanaan praktikum online ini diharapkan dapat memberikan manfaat-manfaat
antara lain:
1. Dapat menambah pemahaman dan mempermudah mahasiswa dalam proses
praktikum fisika dasar
2. Praktikum dapat dilakukan setiap saat sesuai dengan ketentuan yang berlaku
3. Dapat menambah pendapatan bagi ITS, dimana praktikum juga bisa dilakukan oleh
mahasiswa non ITS sesuai dengan ketentuan yang berlaku
2.2 Rasionalitas
1. Pentingnya Laboratorium Fisika Dasar untuk menunjang kegiatan pembelajaran
fisika sebagai upaya pembuktian teori-teori dasar fisika melalui kegiatan praktikum.
2. Peningkatan jumlah mahasiswa yang mengambil mata kuliah fisika dasar yang
mengakibatkan ketidakseimbangan jumlah rasio mahasiswa dengan fasilitas
laboratorium fisika dasar.
3. Digitalisasi berbasis IoT pada laboratorium fisika dasar sangat diperlukan untuk
mengakomodir kebutuhan praktikum mahasiswa yang terus berkembang seiring
perkembangan jumlah mahasiswa.
4. Digitalisasi berbasis IoT pada laboratorium fisika dasar dapat meningkatkan
pelayanan kepada mahasiswa ITS dan non ITS.
2.3 Tujuan
Di dalam penyusunan proposal digitalisasi Laboratorium Fisika Dasar berbasis IoT ini
mempunyai tujuan untuk meningkatkan pengelolaan layanan laboratorium bagi peserta didik
di ITS guna menunjang kelancaran pembelajaran fisika dasar berdasarkan kurikulum yang
diterapkan agar sesuai dengan tujuan yang hendak dicapai oleh ITS yaitu membentuk sarjana
yang dapat bekerja di bidang apapun yang berkaitan dengan teknologi terkini, dapat
memenuhi kebutuhan masyarakat baik secara nasional maupun internasional, atau layanan
9
pendidikan, juga dapat mengikuti perkembangan teknologi informasi, serta meningkatkan
pengetahuan dan keterampilan lulusan melalui pembelajaran sepanjang hayat
10
BAB 3 KAJIAN PUSTAKA
3.1 Internet of Things
Bicara mengenai Internet of Thing yang biasa disebut dengan IoT tidak ada habisnya
karena Internet of Things tidak mempunyai definisi tetap selalu ada saja bahasan entah itu
berasal dari suatu keseharian kita hingga benda-benda yang dapt dijadikan perangkat untuk
mempermudah aktivitas kita. Namun kita dapat menentukan apakah suatu perangkat
merupakan bagian dari IoT atau tidak dengan pertanyaan berikut ini: Apakah produk suatu
vendor dapat bekerja dengan produk dari vendor yang lain? Dapatkah suatu kunci pintu dari
vendor A berkomunikasi dengan saklar lampu dari vendor B, dan bagaimana jika seorang
pengguna ingin memasukkan termostatnya menjadi bagian dari komunikasi tersebut.
Jadi Internet of Thing (IoT) adalah sebuah konsep dimana suatu objek yang memiliki
kemampuan untuk mentransfer data melalui jaringan tanpa memerlukan interaksi manusia
ke manusia atau manusia ke komputer. IoT telah berkembang dari konvergensi teknologi
nirkabel, micro-electromechanical systems (MEMS), dan Internet. ‘A Things’ pada Internet
of Things dapat didefinisikan sebagai subjek misalkan orang dengan monitor implant
jantung, hewan peternakan dengan transponder biochip, sebuah mobil yang telah dilengkapi
built-in sensor untuk memperingatkan pengemudi ketika tekanan ban rendah. Sejauh ini, IoT
paling erat hubungannya dengan komunikasi machine-to-machine (M2M) di bidang
manufaktur dan listrik, perminyakan, dan gas. Produk dibangun dengan kemampuan
komunikasi M2M yang sering disebut dengan sistem cerdas atau “smart”. Sebagai contoh
yaitu smart kabel, smart meter, smart grid sensor.
Penelitian pada IoT masih dalam tahap perkembangan. Oleh karena itu, tidak ada
definisi dari Internet of Things. Berikut adalah beberapa definisi alternatif dikemukakan
untuk memahami Internet of Things (IoT), antara lain : menurut Ashton pada tahun 2009
definisi awal IoT adalah Internet of Things memiliki potensi untuk mengubah dunia seperti
pernah dilakukan oleh Internet, bahkan mungkin lebih baik. Pernyataan tersebut diambil dari
artikel sebagai berikut: “Hari ini komputer dan manusia, hampir sepenuhnya tergantung pada
Internet untuk segala informasi yang semua terdiri dari sekitar 50 petabyte (satu petabyte
adalah 1.024 terabyte) data yang tersedia pada Internet dan pertama kali digagas dan
diciptakan oleh manusia. Dari mulai magnetik, menekan tombol rekam, mengambil gambar
digital atau memindai kode bar.
11
Diagram konvensional dari Internet meninggalkan router menjadi bagian terpenting
dari semuanya. Masalahnya adalah orang memiliki waktu, perhatian dan akurasi terbatas.
Mereka semua berarti tidak sangat baik dalam menangkap berbagai data tentang hal di dunia
nyata. Dari segi fisik dan begitu juga lingkungan kita. Gagasan dan informai begitu penting,
tetapi banyak lagi hal yang pernting. Namun teknologi informasi saat ini sangat tergantung
pada data yang berasal dari orang-orang sehingga komputer kita tahu lebih banyak tentang
semua ide dari hal-hal tersebut”
Menurut Casagras (Coordinator and support action for global RFID-related activities
and standardisation) mendefinisikan IoT sebagai sebuah infrastruktur jaringan global, yang
menghubungkan benda-benda fisik dan virtual melalui eksploitasi data capture dan
kemampuan komunikasi. Infrastruktur terdiri dari jaringan yang telah ada dan internet
berikut pengembangan jaringannya. Semua ini akan menawarkan identifikasi obyek, sensor
dan kemampuan koneksi sebagai dasar untuk pengembangan layanan dan aplikasi ko-
operatif yang independen. Ia juga ditandai dengan tingkat otonom data capture yang tinggi,
event transfer, konektivitas jaringan dan interoperabilitas
3.2 Protokol MQTT
Message Queuing Telemetry Transport atau dikenal dengan MQTT [1] adalah
protokol konektivitas machine-to-machine (M2M) /IoT yang berbasis open source dengan
standar terbuka (OASIS) yang dirancang untuk perangkat terbatas dan bandwidth rendah,
dengan latency tinggi atau berjalan pada jaringan yang diandalkan. MQTT sering digunakan
untuk perangkat yang terhubung aplikasi mobile di era M2M/IoT yang mana bandwidth dan
daya baterai menjadi pertimbangan utama sehingga dirasa sangat ideal untuk perangkat.
Gambar 3. 1 Arsitektur WSN dengan broker dan gateway. [1]
12
Prinsip protokol MQTT yaitu publish subcribe. Komponen seperti sensor yang
menghasilkan informasi tertentu akan menerbitkan informasi disebut dengan publisher.
Klien yang menginginkan informasi tertentu akan mendaftarkan diri dari informasi tersebut,
proses ini disebut subscribe dan klien tersebut adalah subscriber. Selain itu juga terdapat
istilah broker yang bertugas menjamin subscriber mendapatkan informasi yang diinginkan
dari publisher. Interaksi antara publisher, subscriber dan broker digambarkan seperti pada
Gambar 2.1. Pada arsitektur WSN digambarkan dengan broker sebagai middleware seperti
pada Gambar 2.1. Broker terletak pada jaringan tradisional seperti Internet/LAN/WAN.
Dibutuhkan gateway untuk menyediakan akses dengan broker. Sedangkan keamanan pada
MQTT bisa menggunakan proxy pada MQTT tersebut atau menggunakan HTTP proxy.
Perbedaan yang terjadi yaitu pada MQTT proxy terdapat pendekatan latensi yang lebih
rendah dan lebih jelas jika ukuran data meningkat.
Terdapat tiga definisi level Quality of Service (QoS) pada MQTT untuk menjamin pesan
terkirim ke klien, meliputi :
0 : broker/klien akan mengirim pesan sekali tanpa konfirmasi.
1 : broker/klien akan mengirimkan pesan minimal sekali, diperlukan konfirmasi,
2 : broker/klien akan mengirimkan pesan tepat sekali dengan menggunakan four step
handshake.
Pesan dikirim melalui semua level QoS dan klien dapat subscribe level QoS manapun juga.
Klien dapat memilih maksimum QoS yang akan diterima. Sebagai publisher dan subscriber
yang berdasarkan protokol, mengijinkan banyak perangkat untuk berkomunikasi melalui
jaringan wireless.
3.3 Modul Paktikum
3.3.1 Praktikum 1: Bandul matematis
Semua benda yang ada di bumi terkena gaya tarik ke arah pusat bumi yang disebut
dengan gaya gravitasi bumi. Secara rata-rata nilai gravitasi bumi adalah 9.8 m/s2, nilai ini
disebut juga dengan nilai gravitasi standar. Nilai gravitasi bumi memiliki nilai yang berbeda-
beda dari satu tempat ke tempat yang lain, namun nilainya tidak menyimpang jauh dari nilai
gravitasi standar. Gaya gravitasi bumi dapat diukur dengan berbagai cara, salah satu cara
sederhana yang biasa digunakan adalah dengan menggunakan bandul matematis yang
termasuk dalam gerak harmonik sederhana. Ketika bandul matematis diberikan simpangan
dari titik setimbangnya dan kemudian dilepaskan, maka bandul akan berosilasi dengan
periode (T) yang tetap pada bidang vertikal disebabkan oleh adanya gaya gravitasi.
13
Periode (T) didefinisikan sebagai waktu yang dibutuhkan oleh bandul untuk
melakukan satu getaran, dimana satu getaran didefinisikan sebagai gerak bolak-balik bandul
dari satu titik awal dan kemudian kembali ke titik yang sama ( B-A-C-A-B ) seperti pada
Gambar 3.2.
Gambar 3. 2 Gerak satu periode bandul matematis (B-A-C-A-B)
Periode dapat dihitung dengan menggunakan rumus :
n
tT
dimana t adalah waktu dalam detik dan n merupakan banyaknya getaran .
Dengan mengetahui periode osilasi bandul matematis, maka percepatan gravitasi bumi
dapat dihitung dengan persamaan :
2
24T
Lg
dimana L merupakan panjang tali (m), g merupakan percepatan gravitasi (m/s2) , dan T
adalah periode (s).
Pada percobaan ini, dilakukan percobaan bandul matematis dengan menggunakan
besar sudut simpangan dan panjang tali yang berbeda-beda. Sudut simpangan dan panjang
tali dibuat berbeda-beda untuk mengetahui hubungan antara periode, panjang tali dan sudut
simpangan bandul.
Tujuan Percobaan : Menentukan percepatan gravitasi bumi dengan menggunakan bandul
matematis
Peralatan yang digunakan
14
1. Bandul Matematis dan perlengkapannya
2. Rollmeter
3. Stopwatch
Percobaan ini dilakukan menggunakan bandul matematis dengan massa 93.1 gram yang
dirangkai seperti Gambar 3.3
Gambar 3. 3 Rangkaian percobaan bandul matematis
Untuk percobaan pertama panjang tali dibuat sepanjang 30 cm dihitung dari pusat
massa bandul. Bandul diayunkan dengan sudut simpangan awal 10o dari kesetimbangan,
simpangan awal diukur dengan menggunakan busur derajat. Waktu yang dibutuhkan bandul
untuk berosilasi (bergetar) sebanyak lima kali dihitung menggunakan stopwatch. Kemudian
dihitung waktu yang dibutuhkan bandul untuk berosilasi dengan simpangan sebesar 15o, 25o,
40o dan 50o. Percobaan selanjutnya dilakukan dengan mengubah panjang tali menjadi 40
cm, 50 cm, 60 cm dan 70 cm dengan sudut simpangan seperti di atas.
3.3.2 Praktikum 2: Bandul fisis
Bandul fisis adalah bandul yang berosilasi secara bebas pada suatu sumbu tertentu dari
suatu benda rigid (kaku) sembarang. Pada bandul fisis, bentuk , ukuran dan massa benda
tidak bisa diabaikan. Jika sebuah benda digantungkan pada poros O, kemudian diberi
simpangan Ө dan dilepaskan, maka benda itu akan berosilasi karena adanya torka pulih
15
Gambar 3. 4 Torka Putih
sebesar −𝑚𝑔ℎ𝑠𝑖𝑛𝜃 dengan mg adalah gaya berat, hsinθ adalah lengan, dan h itu sendiri
merupakan jarak antara poros ke pusat massa PM,
jika redaman diabaikan maka persamaan gerak dalam sistem bandul fisis ini adalah:
sin2
2
mghdt
dI
dengan I adalah suatu momen inersia benda rigid dihitung terhadap titik poros. Jika benda
itu diberi simpangan kecil θ maka sin θ ≈ θ sehingga persamaan gerak berubah menjadi:
𝑑2𝜃
𝑑𝑡2+
𝑚𝑔ℎ
𝐼𝜃 = 0
Solusi dari persamaan ini adalah
𝑇 = 2𝜋√𝐼
𝑚𝑔ℎ
Dengan melakukan eksperimen bandul fisis ada tiga hal yang diperoleh yaitu:
1. Dapat menentukan momen inersia benda
2. Dapat mempelajari dalil sumbu sejajar untuk momen inersia
3. Dapat menentukan momen inersia di pusat massa
Menurut dalil sumbu sejajar:
𝐼 = 𝐼𝑃𝑀 + 𝑚ℎ2 = 𝑚𝑘2
dengan IPM adalah momen inersia terhadap pusat massa, IPM = 1/12 ml2 untuk batang
homogen dan k adalah jari jari girasi terhadap titik pusat massa. Eksperimen dibagi menjadi
2, cara menentukan momen inersia pusat massa yaitu bandul fisis tanpa beban dan dengan
menggunakan beban.
h
h sin θ
O
θ
16
Bandul fisis tanpa beban
Dalam eksperimen ini batang berlubang diayunkan untuk berbagai posisi poros.
Batang pada suatu poros jika diberi simpangan akan berisolasi dengan periode sebesar
𝑇 = 2𝜋√𝑘2 + ℎ2
𝑔ℎ
Jika periode bandul fisis ekuivalen dengan periode bandul matematis 𝑇 = 2𝜋√𝑙
𝑔 maka
panjang ekuivalen bandul fisis adalah 𝑙 =𝑘2+ℎ2
ℎ persamaan ini dapat diganti dengan
persamaan kuadrat:
ℎ2 − ℎ𝑙 + 𝑘2 = 0
Solusi dari persamaan kuadrat ini memiliki dua nilai h yaitu h = h1 dan h = h2 yang
artinya periode osilasi untuk kedua nilai h bernilai sama. Dari persamaan kuadrat
ditunjukkan bahwa h1 + h2 = l dan h1h2 = k2 jika titik O’ berjarak h2 = k2/h1 dari pusat massa
maka akan memiliki periode osilasi yang sama untuk titik poros O yang berjarak h1 sehingga
jarak OO’ merupakan panjang ekuivalen bandul matematis (l). momen inersia bandul
dipusat massa dapat dicari IPM = mk2 dan percepatan gravitasi juga dapat dicari
𝑔 =4𝜋2𝑙
𝑇
Bandul fisis dengan beban
Pada dasarnya eksperimen bandul fisis dengan beban ini sama persis dengan
eksperimen tanpa beban dengan periode osilasi
𝑇 = 2𝜋√𝐼
(𝑚 + 𝑀)𝑔ℎ
Hanya saja letak pusat massa berubah
𝑋𝑃𝑀 =𝑚 ×
12𝑙
+ 𝑚𝑎
𝑚 + 𝑀
a adalah jarak ujung batang ke pusat massa beban tambahan dan M massa beban tambahan.
Dengan mengukur periode pada kedua titik poros berbeda, dapat dicari percepatan gravitasi
g yaitu:
𝑔 =4𝜋2(ℎ1
2 − ℎ22)
𝑇12ℎ1 − 𝑇2
2ℎ2
17
Dengan T1 dan T2 adalah periode osilasi pada bandul fisis pada masing masing jarak h1 dan
h2 dari pusat massa
Tujuan Percobaan : Menentukan percepatan gravitasi bumi dengan menggunakan bandul
fisis
Peralatan yang digunakan
1. Bandul fisis dan perlengkapannya
2. Beban setangkup
3. Rollmeter
4. Stopwatch
Percobaan ke-1 (Bandul Fisis Tanpa Beban)
Mengatur peralatan bandul fisis agar stabil atau kokoh, letak statif tidak dipindahkan
agar tidak terjadi osilasi tambahan. Menimbang massa batang dan panjang jarak lubang dari
salah satu ujung batang. Lubang terluar dipasangkan dari batang pada as poros. Poros
dihubungkan dengan batang dengan memutar bautnya dan memasukan pen kelubang drat
poros. Kemudian batang direntangkan dengan sudut simpangan tertentu dan batang
dilepaskan agar berisolasi kemudian mencatat waktu untuk beberapa kali osilasi. Percobaan
diulangi dengan lubang yang lainnya.
Percobaan ke-2 (Bandul Fisis Dengan Beban)
Menimbang massa dari batang dan massa tambahan. Beban tambahan dipasang di
lubang terjauh, lalu menentukan titik pusat massa sistem. Lubang terluar dipasangkan dari
batang pada as poros dan mengukur jarak as poros ke titik pusat massa. Kemudian batang
direntangkan dengan sudut simpangan tertentu dan batang dilepaskan agar berisolasi lalu
mencatat waktu untuk beberapa kali osilasi. Percobaan diulangi dengan lubang yang lainnya.
3.3.3 Praktikum 3: Tetapan pegas
Hukum Hooke untuk pegas dapat dituliskan sebagai
F = -kx
Jika pegas diletakkan vertikal lalu dibebani massa M, maka berlaku hubungan:
Mg = kx
18
Yang artinya bahwa gaya pegas F = -kx diimbangi oleh gaya gravitasi Mg, sehingga
massa M tetap dalam keadaan setimbang pada simpangan pegas x. Jika g, M, dan x dapat
diketahui atau diukur, maka konstanta pegas dalam keadaan setimbang, lalu kita
simpangkan, misalnya dengan menarik massa M ke bawah, dan kita lepaskan kembali, maka
pada saat dilepaskan ada gaya pegas yang bekerja pada benda, dan kita lepaskan kembali,
yang benda bergerak mula-mula ke arah titik setimbang semula dan selanjutnya massa M
akan bergerak harmonik. Gaya pegas ini menyebabkan benda mendapat percepatan yang
arahnya selalu menuju ke titik setimbangnya yang diungkapkan dalam persamaan
Ma = -kx
Persamaan di atas berlaku jika massa pegas diabaikan. Gerak harmonik yang dilakukan
massa M mempunyai periode
k
M2 T
Sebenarnya pegas ikut bergerak harmonik, hanya saja bagian yang dekat dengan massa
M amplitudonya besar sesuai dengan amplitudo gerak harmonik massa M, tetapi bagian yang
jauh dari massa M mempunyai amplitudo yang kecil, bahkan ujung pegas yang jauh dari
massa M merupakan bagian yang tidak ikut bergerak. Dengan demikian sebenarnya massa
pegas tidak dapat diabaikan hanya saja kalau harus diperhitungkan, harga sebagian saja
massa pegas yang perlu diperhitungkan sehingga persamaan dapat ditulis kembali sebagai:
k
M2 T
k
MM ef 2
dimana M = massa yang begantung pada pegas, Mef = massa efektif pegas
Massa efektif pegas yaitu sebagian dari massa pegas yang efektif bergerak harmonik
bersama-sama M. (0<mef<mpegas). Harga k dan mef dapat ditentukan dengan grafik T2
terhadap M (gunakan metode kuadrat terkecil). Untuk menghitung k dengan cara statis
diperlukan harga g. g dapat ditentukan dengan percobaan getaran zat cair dalam pippa U.
Jika zat cair pada salah satu pipa U disimpangkan sejauh x, dari titik setimbangnya maka
benda tinggi zat cair pada kedua kaki pipa U adalah 2x.
Ini menyebabkan sistem tidak seimbang yaitu ada gaya yang menyebabkan seluruh zat
cair bergerak harmonik sebesar:
F = -2 x Asg
dimana:
A = Luas penampang kolom zat cair
19
s = Massa jenis zat cair
g = Percepatan gravitasi
Sesuai dengan hukum Newton: F = ma sehingga didapatkan ma
ma = -2 Asg
m = massa seluruh zat cair
Periode gerak harmonik adalah:
2g
l2 T
Tujuan Percobaan
1. Pengukuran dasar waktu
2. Mencari ketetapan pegas dengan menggunakan hukum Hooke
3. Menentukan massa efektof pegas
Alat
Alat – alat yang digunakan dalam percobaan ini, antara lain:
1. Ember tempat beban
2. Stopwatch
3. Skala baca
4. Pipa U berisi cairan
5. Penggaris mal
Bahan
Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini, antara lain:
1. Statip
2. Beban-beban tambahan
Metode Percobaan
Metode percobaan yang digunakan ada tiga cara, yaitu:
Menentukan Gravitasi (g) dari Getaran Kolom Zat Cair
1. Diukur panjang kolom zat cair menggunakan penggaris mal.
2. Dibuat kedudukan zat cair pada salah satu pipa U lebih tinggi dan kemudian
dilepaskan. Zat cair akan melakukan gaya harmonik.
3. Dicatat waktu yang diperlukan untuk melakukan 5 kali getaran penuh.
4. Diulangi poin 2 dan 3 sebanyak 5 kali.
20
Menentukan Tetapan Pegas Secara Statis
1. Digantungkan ember kosong pada pegas, dicatat kedudukan jarum petunjuk pada
skala (tabel).
2. Ditambahkan setiap kali keping–keping beban dan ini menyebabkan pegas
terantang, dicatat pula tiap–tiap perubahan beban dan perubahan panjang pegas.
3. Selanjutnya dikurangi keping–keping beban dan dicatat pula kedudukan jarum
petunjuk, semunya dalam bentuk tabel yang sesuai
4. Ditimbanglah massa ember, tiap–tiap beban dan pegas (diingat nomor urut tiap-tiap
beban).
Menentukan Tetapan Pegas dan Massa Efektif Pegas dengan Cara Dinamis
1. Ember kosong digantung pada pegas, kemudian digetarkan. Diusahakan getaran
ayunan dari ember tidak goyang ke kiri ataupun ke kanan. Ditentukan waktu getar
dari 20 kali ayunan. Dicatat massa dari tiap beban untuk waktu yang sesuai.
2. Ditambahkan beban dalam ember dan sekali lagi diayunkan untuk 20 kali ayunan
penuh. Diulangi ini untuk tambahan beban yang lain (dibuat tabel). Diingat nomor
urut beban.
3.3.4 Praktikum 4: Gerak peluru
Setiap benda yang diberi kecepatan awal, lalu diteruskan untuk menempuh suatu
lintasan yang arahnya dipengaruhi oleh gaya gravitasi yang bekerja padanya dan juga
dipengaruhi oleh gesekan udara, disebut peluru (proyektil). Dan lintasan yang dilalui oleh
peluru itu disebut trayektori.
Gaya gravitasi terhadap peluru arahnya ke pusat bumi dan berbanding terbalik dengan
kuadrat jarak dari pusat bumi. Pertama, gerak kita proyeksikan pada sumbu – sumbu yang
melekat pada bumi. Karena sistemnya bukan suatu sistem yang lembam, tidaklah tepat betul
memberlakukan Hukum Newton kedua untuk menghubungkan gaya terhadap peluru itu
dengan percepatannya. Tetapi untuk trayektori yang jaraknya pendek, ketidaktepatan itu
sangat kecil. Efek gesekan udara pun diabaikan, sehingga semua hasil perhitungan hanya
berlaku untuk gerak dalam vakum di bumi yang tidak berputar dan permukaannya datar.
Karena satu – satunya gaya yang bekerja terhadap peluru dalam suatu kondisi yang
diidealkan ini hanyalah beratnya sendiri, yang besar dan arahnya dianggap konstan, maka
geraknya diproyeksikan saja pada sepasang sumbu koordinat tegak lurus. Sumbu yang
horisontal kita sebut sumbu x dan yang vertikal sumbu y, dan titik pangkal peluru mulai
21
meluncur bebas. Maka komponen x gaya terhadap peluru adalah nol dan komponen y ialah
berat peluru itu sendiri, -mg. Jadi, berdasarkan hukum Newton kedua :
Artinya, komponen horisontal percepatannya adalah nol dan komponen vertikalnya
mengarah ke bawah dan sama seperti arah gerak benda jatuh bebas. Komponen ke depan
kecepatan tidak “membantu” peluru selama terbangnya. Karena percepatan nol berarti
kecepatannya konstan, maka geraknya dapat dianggap sebagai kombinasi gerak horisontal
yang kecepatannya konstan dengan gerak vertikal yang percepatannya konstan (Sears dan
Zemansky, 1982 hal 126).
Gambar 3. 5 Trayektori sebuah peluru dengan kecepatan awal vo dan sudut o
(http://www.mediabali.net/fisika_hypermedia/gerak_peluru.html)
Sekarang perihal kecepatan peluru, sumbu x dan sumbu y dilukiskan dengan titik
pangkal koordinatnya pada titik di mana peluru itu mulai terbang bebas. Pada titik ini kita
tetapkan t = 0. Kecepatan pada titik awal dilukiskan oleh vektor vo, yang dinamakan
kecepatan awal, atau kecepatan laras jika peluru itu ditembakkan dari senapan. Sudut o
adalah sudut elevasi ( angle of departure ). Kecepatan awal diuraikan menjadi komponen
horisontal vox yang besarnya vo Cos o, dan komponen vertikal voy yang besarnya vo Sin o.
Karena komponen kecepatan horisontal konstan, maka pada tiap saat t kita dapatkan:
Vx = Vo Cos o
Percepatan vertikal –g, sehingga komponen kecepatan vertikal pada saat t adalah :
Vy = Vo Sin o – gt
gm
mg
m
Fyay
0
m
Fxax
22
Komponen – komponen ini dapat dijumlahkan secara vektor untuk menentukan
kecepatan resultan V. Besarnya ialah :
22
yx VVV
dan sudut yang dibentuk terhadap horisontal ialah :
x
y
V
VTan
Vektor kecepatan v tangen pada trayektori, sehingga arahnya sama dengan arah
trayektori.
Koordinat peluru pada sembarang saat lalu dapat ditentukan berdasarkan gerak dan
kecepatan konstan serta percepatan konstan. Koordinat sumbu x ialah :
X = Vo Cos 𝜃0 t
dan koordinat sumbu y ialah:
Y = Vo Sin 𝜃0 t – ½ gt2
Pada saat mencapai puncak (tinggi maksimum), maka kecepatan menurut sumbu y
adalah nol, maka :
dimana t adalah waktu yang dibutuhkan peluru mencapai titik maksimum. Nilai t diperoleh
dari persamaan di atas dan dapat disubstitusikan pada persamaan X dan Y sehingga diperoleh
persamaan :
dimana nilai X = Jarak horisontal maksimal yang dapat ditempuh peluru.
g
SinVoY
2
22
dan nilai Y = Jarak vertikal maksimum yang dapat ditempuh peluru (Sears dan Zemansky,
1982 hal 127-128).
Bukti dari suatu trayektori suatu gerak peluru berbentuk parabola dapat dilihat dari
persamaan:
Y = Tan o x – XSinVo
g
22 .2
g
oSinVot
.
g
SinVoX
2
22
23
Bentuk ini sesuai dengan persamaan Y = BX – AX2, dimana persamaan ini adalah persamaan
parabola yang terbuka ke bawah karena koefisien dari X2 bernilai negatif (Resnick dan
Halliday, 1986 hal 80)
Gerak Lurus Berubah Tidak Beraturan
Gerak lurus berubah tidak beraturan adalah gerak benda titik yang membuat lintasaan
garis lurus dengan percepatan tidak tetap, baik besar atau arah atau juga kedua-duanya tidak
tetap (Ganijanti Aby Sarojo,2002 hal 42).
Gerak Melingkar Beraturan
Gerak melingkar beraturan adalah gerak sebuah benda atau titik yang membuat
lintasan berbentuk lingkaran yang jari-jarinya R dengan sifat bahwa panjang busur yang
ditempuh tiap satu satuan waktu tetap (Ganijanti Aby Sarojo, 2002 hal 37).
Hukum II Newton
Bunyi Hukum II Newton: “Percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan gaya
total yang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massanya. Arah percepatan sama
dengan arah gaya total yang bekerja padanya” (Giancoli, 2001 hal 95).
𝑎 =∑ 𝐹
𝑚
Peralatan
Peralatan yang digunakan pasa percobaan Gerak Peluru ini adalah contact stop switch
satu buah, digital stop clock satu buah, ballistic missile satu buah, bola logam dan kabel
penghubung dua pasang.
Cara kerja
Cara kerja pada percobaan Gerak Peluru (M6) ini adalah pertama rangkaian alat diatur
seperti Gambar 3.5. Kedua, diatur sudut elevasi ballistic missile (o). Ketiga, peluru
ditembakkan dengan jalan pelatuk tembak ditarik. Kempat, ketika peluru ditembakkan,
jarum stop clock mulai berjalan dan pada saat landasan dikenai oleh peluru, saklar dimatikan.
Dicatat waktu (t) dan jarak horizontal (s) yang ditempuh peluru. Kelima, diulangi empat
langkah sebelumnya sebanyak lima kali. Keenam, percobaan pada lima langkah sebelumnya
diulangi dengan Vo yang berbeda dengan jalan pelatuk penembak ditarik pada jarak yang
24
berbeda. Terakhir, percobaan pada langkah-langkah sebelumnya dilakukan dengan o yang
berbeda.
Stop clock
Ballistic missile
Switch on/off
Gambar 3. 6 Rangkaian alat percobaan gerak peluru
3.3.5 Praktikum 5: Fletcher Trolley
Suatu benda dikatakan mengalami gerak lurus apabila lintasan yang dilalui benda
berbentuk garis lurus (tidak berbelok-belok). Untuk dapat menentukan dengan tepat posisi
dari suatu benda yang bergerak lurus, maka ditetapkan terlebih dahulu suatu titik pada garis
gerak benda tersebut sebagai titik asal gerak. Jarak dari titik asal sampai ke benda tersebut
disebut dengan koordinat benda.
Biasanya koordinat tersebut dianggap berharga positif apabila benda berada di sebelah
kanan titik asal, dan sebaliknya akan dianggap negatif apabila berada di sebelah kiri titik
asal.
Kecepatan rata-rata sebuah benda yang bergerak didefinisikan sebagai perbandingan
perpindahannya dengan selang waktu terjadinya perpindahan itu.
Kecepatan rata-rata (vektor) = perpindahan (vektor)
selang waktu (skalar)
Kecepatan rata-rata adalah besaran vektor, oleh karena hasil bagi vektor oleh skalar
tersebut akan berupa vektor pula, dan arahnya sama dengan arah perpindahan.
Kelajuan rata-rata sebuah benda yang bergerak didefinisikan sebagai perbandingan
panjang lintasan dengan selang waktunya.
Kelajuan rata-rata (skalar) = panjang lintasan (skalar)
selang waktu (skalar)
25
Kecepatan sesaat pada suatu titik dapat didefinisikan sebagai kecepatan rata-rata
sepanjang perpindahan yang sangat kecil sekali dan di sepanjang mana pula titik tersebut
berada.
Kecepatan benda yang bergerak berubah secara terus menerus selama gerakan tersebut
berlangsung, kecuali pada keadaan tertentu. Apabila kecepatan tersebut mengalami
perubahan, maka dikatakan bahwa benda tersebut bergerak dengan gerakan yang dipercepat
atau mempunyai percepatan.
Percepatan rata dalam selang waktu ketika benda bergerak didefinisikan sebagai
perbandingan perubahan kecepatan terhadap selang waktunya tersebut.
Percepatan rata-rata (vektor) = perubahan kecepatan(vektor)
selang waktu (skalar)
a = v – v0
t – t0
Percepatan sesaat sebuah benda, yaitu percepatan pada suatu saat tertentu, atau pada
saat salah satu titik di lintasannya, didefinisikan dengan cara yang sama seperti kecepatan
sesaat. Andaikan v menyatakan perubahan kecepatan selama selang waktu t, maka
percepatan rata-rata selama selang waktu ini adalah :
a = v
t
Harga limit dari percepatan rata-rata untuk t yang teramat sangat kecil, ialah
percepatan sesaat a. Harga limit dari v / t ialah dv/dt
a = lim v = dv
v0 t dt
Karena v = dx / dt, maka ditulis :
a = d dx = d2x
dt dt dt2
Gerak lurus yang dialami suatu benda ada bermacam-macam yaitu :
Gerak lurus beraturan
Gerak lurus beraturan adalah gerak lurus sebuah benda dengan kecepatan tetap
(konstan), sehingga percepatannya (a) = 0.
v = konstan = ds / dt ds = v dt
ds = v dt S = v . t
26
maka diperoleh jarak yang ditempuh dalam waktu
t S = v . t
Gerak lurus berubah beraturan
Gerak lurus berubah beraturan adalah gerak lurus dengan percepatan konstan (tidak
nol). Dan memiliki perubahan kecepatan yang sebanding dengan perubahan kecepatan dan
waktu gerak.
Pada gerak lurus berubah beraturan (GLBB) berlaku :
v 0 dan a 0
karena a = dv / dt, maka dv = a . dt
Bila diintegrasikan :
dv = a dt
Karena a = konstan, maka
dv = a dt
Misalkan pada keadaan awal (t = 0), kecepatannya adalah v0, sedangkan pada saat t
mempunyai kecepatan sebesar v, maka
v0v dv = a t0
t dt
sehingga
v – v0 = a (t – 0 )
atau :
v = v0 + a t
sedangkan
v = ds / dt
maka
ds = v . dt
= (v0 + a t) dt
bila diintegrasikan :
ds = (v0 + a t) dt
misalkan juga bahwa pada saat awal benda ada di S0 dan pada saat t benda ada di S, maka :
s0s ds = t0
t (v0 + a t) dt
sehingga :
S – S0 = v0t + ½ a t2
27
Di sini, S tidak menyatakan jarak yang ditempuh melainkan menyatakan posisi benda
pada saat t. Jarak yang ditempuh dalam hal ini adalah x – x0 .
Selain rumus-rumus di atas juga terdapat suatu rumus lain untuk gerak lurus dengan
percepatan tetap, yang menghubungkan kecepatan v dengan posisi x. Hubungan tersebut
dapat diperoleh dengan cara sebagai berikut :
Dari v = v0 + a t akan diperoleh :
t = v - v0
a
Substitusi t dalam persamaan akan menghasilkan :
S = S0 + ½ v2 - v02
a
Jadi v2 = v02 + 2a (S – S0)
Peralatan
Untuk percobaan ini dibutuhkan peralatan:
1. Satu set Fletchers Trolley
2. Stop clock satu buah
3. Holding magnet
4. Small Contact Plate
5. Power supply tegangan rendah
6. Morsey key satu buah
7. Kabel penghubung satu set (8 buah)
Cara kerja
1. Menyusun rangkaian 1, untuk percobaan pertama.
2. Mencatat waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak A dan B, atau S, dan
mengulangi sebanyak 5 kali.
3. Menyusun rangkaian 2. Menentukan jarak B – C atau S’ tetap dan mengatur
penyangga bandul agar pada waktu kereta menyentuh small contact plate, beban
telah disangga oleh penyangga.
4. Mencatat waktu yang diperlukan (t’) untuk jarak S’ dengan jarak S yang
berubah-ubah menurut langkah 2, dan mengulangi sebanyak lima kali.
28
3.3.6 Praktikum 6: Momen Inersia
Seperti yang telah dijelaskan pada bab I bahwa momen inersia adala sifat yang dimiliki
oleh sebuah benda untuk mempertahankan posisinya dari gerak rotasi atau dapat juga
diartikan sebagai ukuran kelembaman benda yang berotasi atau berputar pada sumbunya.
Momen inersia suatu benda dan benda lainnya berbeda. Hal ini tergantung pada besarnya
kuadrat jarak benda dari sumbu putar dan massa benda tersebut. Dari pengertian di atas,
maka besarnya momen inersia dapat dirumuskan sebagai berikut :
I = mr2
dengan I adalah momen inersia, m adalah masa benda dan r adalah jarak benda dari sumbu
putar.
Momen inersia dapat dimiliki oleh setiap benda, manusiapun memiliki momen inersia
tertentu. Besarnya momen inersia bergantung pada berbagai bentuk benda, pusat rotasi, jari-
jar rotasi, dan massa benda. Pada penentuan momen inersia bentuk tertentu seperti bola
silinder pejal, plat segi empat, atau bentuk yang lain cenderung lebih mudah dari pada
momen inersia benda yang memiliki bentuk yang tidak beraturan. Bentuk yang tidak
beraturan ini tidak bias dihitung jari-jarinya, sehingga terdapat istilah jari-jari girasi. Jari-jari
girasi ini adalah jari-jari dari benda yang bentuknya tak beraturan dihitung dari pusat
rotasinya. Jari-jari girasi inilah yang membantu pada proses perhitungan jari momen inersia
benda, tetapi pada setiap sisi benda yang tidak beraturan ini yang menyebabkan momen
inersia yang tidak beraturan sulit untuk dihitung.
Benda tegar yang berotasi terdiri dari massa yang bergerak, sehingga memiliki energi
kinetik. Hal ini dapat dinyatakan energi kinetik ini dalam bentuk kecepaian sudut benda dan
sebuah besaran baru yang disehut momen inersia. Untuk mengembangkan hubungan ini,
misalkan sebuah benda yang lerdiri dari sejumlah besar partikel dengan massa m1, m2,
m3,.....pada jarak r1,r2,r3.....dari sumbu putar. Apabila diberi nama masing-masing partikel
dengan subskrip i, massa partikel ke-i adalah mi, dan jaraknya dari sumbu pular adalah ri.
Partikel tidak harus seluruhnya berada pada satu bidang, sehingga dapat ditunjukkan bahwa
rt adalah jarak legak lurus dari sumbu terhadap partikel ke-i.
Ketika benda tegar berotasi di sekitar sebuah sumbu tetap, laju Vi dari partikel ke-i
diberikan oleh Persamaan v, = ri ω, di mana ω adalah laju sudut benda. Setiap partikel
memiliki nilai r yang bcrbeda. Tetapi ω yang sama untuk semua (kalau tidak. benda tidak
akan tegar). Energi kinelik uniuk partikel ke-i dinyatakan sebagai
1
2mivi
2= 1
2miri
2ω2
29
Energi kinetik total benda adalah jumlah energi kinetik dari semua partikelnya adalah
Dengan mengeluarkan faktor ω2/2 dari persamaan, didapat :
Besaran di dalam kurung , di dapat dengan mengalikan massa masing-masing partikel
dengan kuadrat jarakn ya dari sumbu putar dan menambahkan hasilnya, dinyatakan dengan
I dan disebut sebagai momen inersia. Sehingga momen inersia dapat di nyatakan sebagai
I = m1r12 + m1r1
2 + ⋯ = ∑ miri2
i
(Sears, Zemansky.1962, 293-294)
Menghitung Momen Inersia
Persamaan umum dari momen inersia adalah :
I = mr2
Tetapi untuk benda-benda kontinu, perhitungan pada momen inersia dapat digantikan
oleh sebuah integral,yakni :
I = ∫ r2dm
Dengan r adalah jarak elemen massa dm dari sumbu rotasi. Salah satu bentuk benda
yang memiliki momen inersia adalah piringan tipis. Tinjau piringan tipis berjari-jari r yang
mempunyai massa persatuan luas 𝜎. Piringan diputar terhadap sumbu ( tegak lurus bidang
gambar ) yang melalui titik O tepat pada sumbu simetrinya. Momen inersia dihitung melalui
persamaan dalam bentuk integral, dalam hal ini disubstitusikan 𝑑𝑚 = 𝜎𝑑𝐴, dengan 𝑑𝐴 =
2𝜋𝑟 𝑑𝑟 adalah elemen luas sehingga
𝐼 = ∫ 𝜎2𝜋𝑟3 𝑑𝑟 =1
2𝜋𝜎𝑟4
𝑟
0
Oleh karena massa piringan
𝑀 = ∫ 𝑑𝑚 = ∫ 𝜎𝑑𝐴 = ∫ 𝜎2𝜋𝑟 𝑑𝑟 = 𝜎𝜋𝑟2𝑟
0
𝑟
0
Maka momen inersia piringan tipis terhadap sumbu simetrinya dinyatakan sebagai
𝐼 =1
2𝑀𝑟2
30
Gambar 3. 7 Penampang Piringan Tipis
Hukum dua Newton Pada Momen Inersia
Gambar 3.7 menunjukkan sebuah benda tegar yang berputar terhadap sebuah sumbu
tetap melalui titik O yang tegak lurus pada bidang gambar.
Gambar 3. 8 Gaya luar Fi dan gaya dakhil fi yang bekerja terhadap partikel
bermassa mi
Titik besar merupakan salah satu partikel benda yang mempunyai massa mi. Partikel
itu mengalami gaya luar Fi dan juga gaya dakhil fi, yaitu resultan gaya-gaya yang dilakukan
terhadapnya oleh semua oartikel lain dari benda itu. Apabila tinjauan gaya hanya pada Fi dan
fi yang terletak pada bidang yang tegak lurus pada sumbu. Berdasarkan hukum kedua
Newton,
Fi + fi = miai
Maka, apabila setiap gaya tersebut diuraikan dan percepatan menjadi percepatan radial
persamaannya adalah :
Ficos θi + ficos∅i = miaiR = miriω2
31
Fisin θi + fisin∅i = miaiR = miriα
Apabila kedua ruas persamaan dikalikan dengan jarak ri dari partikel ke sumbu,
diperoleh
Firisin θi + firisin∅i = miaiR = miri2α
Suku pertama diruas kiri adalah momen inersia τi, gaya luar terhadap sumbu, dan suku
kedua adalah momen gaya dakhil.
Karena benda itu tegar, maka semua partikel memiliki percepatan sudut α yang sama
dan oleh karena itu
τ = ∑(miri2
i
)α
Jumlah ∑ (miri2
i ) adalah momen inersia benda terhadap sumbu yang melalui titik O,
sehingga
τ = Iα = Idω
dt
Artinya apabila sebuah benda tegar diputar terhadap suatu sumbu tetap, maka resultan
gaya putar (torsi) luar terhadap sumbu itu sama dengan hasil kali kelembaman benda itu
terhadap sumbu dengan percepatan sudut.
Jadi percepatan sudut sebuah benda tegar terhadap suatu sumbu tetap ditentukan
berdasarkan persamaan yang bentuknya tepat sama seperti persamaan seperti percepatan
linear sebuah partikel :
F = ma = mdv
dt
Gaya putar resultan τ terhadap sumbu bersesuaian dengan gaya resultan F, percepatan
sudut α bersesuaian dengan percepatan sudu linear a, dan momen kelembaman I terhadap
sumbu bersesuaian dengan massa m.
3.3.7 Praktikum 7: Gerak Jatuh Bebas
Gerak adalah perubahan posisi suatu benda terhadap titik acuannya.Benda yang
bergerak dapat dikatakan tidak bergerak,sebagai contoh meja yang ada dibumi pasti tidak
dikatakan bergerak oleh manusia yang ada dibumi.Tetapi bila matahari yang melihat maka
meja tersebut bergerak bersama bumi yang mengelilingi matahari.Gerak berdasarkan
lintasannya dibagi menjadi 3 (tiga) yaitu gerak lurus yaitu gerak yang lintasannya berbentuk
lurus,gerak parabola yaitu gerak yaitu gerak yang lintasannya berbentuk parabola,gerak
32
melingkar yaitu gerak yang lintasannya berbentuk lingkaran,sedangkan berdasarkan
percepatannya gerak dibagi menjadi 2 (dua) yaitu gerak beraturan adalah gerak yang
percepatannya sama dengan nol (a=0) dan gerak berubah beraturan adalah gerak yang
percepatannya konstan (a=konstan) atau gerak yang kecepatannya berubah secara
teratur.(welson.1990)
Gerak jatuh bebas dalah gerah jatuh benda arah vertical dari ketinggian h tertentu tanpa
kecepatan awal (vo=0),jadi gerak benda hanya dipengaruhi oleh gravitasi bumi (g).
y = h = 1
2 gt2
t = �̈� (2 ℎ
𝑔)
yt = gt = �̈� (2gh)
g merupakan percepatan gravitasi bumi y = h adalah lintasan yang ditempuh benda
pada arah vertical (diukur dari posisi benda mula-mula) dan t adalah waktu yang dibutuhkan
benda untuk menempuh lintasannya.(Celleto.1994)
Secara umum gerak jatuh bebas hanya dipengaruhi oleh gaya gravitasi,selama
membahas gerak jatuh bebas digunakan rumus atau persamaan GLBB.kita pilih kerangka
acuan yang diam terhadap bumi.kita menggantikan x atau s (pada persamaan GLBB) dengan
y,karena benda bergerak vertical dan kita juga bisa menggunakan h untuk menggantikan x
atau s.kedudukan awal benda kita tetapkan yo = 0 untuk t = 0.percepatan yang dialami benda
ketika jatuh bebas adalah percepatan gravitasi,sehingga kita menggantikan a dengan g,dan
persamaan gerak jatuk bebas yang dituliskan pada tabel di bawah ini.
GLBB GJB
VX = VXO + at Vy = VyO + gt
X = XO + VXO + 1
2 at2 Y = VyO t+
1
2 gt2
Vx2 = VXO
2 + 2as VY2 = VYO
2 + 2gh
(Bueche.1998)
Dari persamaan waktu jatuh, terlihat bahwa waktu jatuh benda bebas hanya
dipengaruhi oleh 2 faktor yaitu h adalah ketinggian dan g adalah gravitasi bumi.jadi berat
dari besaran–besaran lain tidak dipengaruhi artinya meskipun berbeda beratnya ,2 benda
yang jatuh dari ketinggian yang sama dan pada tempat yang sama akan jatuh dalam waktu
yang bersamaan,tetapi apabila benda tidak jatuh bersamaan dikarenakan adanya gesekan
33
udara.gesakan udara sangat mempengaruhi gerak jatu bebas suatu benda walaupun
percepatan gravitasi tiap-tiap benda yang dijatuhkan adalah sama. (Mansfield.1998)
Semua benda akan jatuh dengan percepatan sama,apabila tidak ada udara atau
hambatan lainnya.semua benda berat atau ringan,udara berperan penting sebagai hambatan
untuk benda-benda yang ringan memiliki permukaan luas,tetapi pada kondisi tertentu
hambatan udara ini diabaikan.pada suatu ruangan hampa udara benda ringan dan berat
memiliki percepatan yang sama.hal ini menunjukan bahwa untuk sebuah benda yang jatuh
dari keadaan alam,jarak yang ditempuh akan sebanding dengan kuadrat
waktu.(Young.2002)
Peralatan
Dalam percobaan mengenai gerak jatuh bebas alat-alat yang digunakan antara lain 1
set instrument penjatuh benda,2 bola besi atau baja,1 pencatat waktu,1 skala vertical,1
sumber tegangan DC dan kabel penghubung secukupnya serta kertas.
Prinsip Percobaan
Bola baja dengan massa m diletakkan pada sebuah magnet dinamis
(electromagnet),ketika arus dihentikan karena adanya pengaruh gaya gravitasi bumi atau
gaya berat sebesar F = W = m.g maka bola akan jatuh bebas dengan percepatan konstan
g,waktu tempuh t yang tampak pada pencacah adalah waktu yang digunakan untuk
menempuh jarak sepanjang s.selanjutnya besarnya percepatan gravitasi bumi g dapat
ditentukan dengan menggunakan s(t) = 1
2 gt2 atau g=
2𝑠
𝑡2
Percobaan
Untuk melakukan percobaan,langkah-langkah yang ditempuh pada percobaan kali ini,
rangkaian alat sudah disusun sehingga percobaan dimulai dengan dihidupkan sumber
tegangan dan diukur jarak atau ditentukan jarak jatuhnya bola,kemudian diletakan bola pada
bagian bawah magnet penahan dan diberi selembar kertas diantara bola besi dengan
magnet,ditutup plat kontak kemudian ditekan kunci morse dengan cepat.selanjutnya dicatat
waktunya (t) yang terbaca pada pencacah waktu.dan di ulangi pengukuran sebanyak 7 kali,
kemudian digunakan jarak yang berbeda sebanyak 5 kali dengan bola besi yang sama dan
setelah itu diulangi perlakuan pada bola besi tersebut dengan menggunakan boal yang
berbeda sampai 3 kali pergantian bola.
34
3.3.8 Praktikum 8: Gerak Lurus Berubah Beraturan
Konsep Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) mengandung empat konsep, yaitu
konsep gerak, lurus, berubah, dan beraturan. Konsep gerak mengandung arti perubahan
kedudukan terhadap titik acuan. Konsep lurus mengandung arti perubahan kedudukan
terjadi sepanjang lintasan lurus. Konsep berubah berarti perubahan kedudukan tersebut
terjadi sebagai akibat perubahan kecepatan. Konsep beraturan menyatakan bahwa
perubahan kecepatan yang terjadi selama selang waktu tertentu bersifat tetap. Perubahan
kecepatan per satuan waktu disebut percepatan. Jadi GLBB adalah gerak sepanjang lintasan
lurus dengan percepatan konstan.
Berdasarkan pengertian bahwa percepatan merupakan perubahan kecepatan per satuan
waktu, maka percepatan dalam gerak lurus berubah beraturan dapat dirumuskan sebagai
berikut.
t
vva 0
dengan:
a = percepatan benda (m/s2)
v = kecepatan benda setelah menempuh t detik (m/s)
v0 = kecepatan awal benda (m/s)
t = waktu (sekon)
Kecepatan dari sebuah benda setelah melakukan GLBB selama rentang waktu tertentu
dapat dicari menggunakan persamaan di atas. Hal itu dapat dilakukan dengan mengalikan t
pada kedua ruas serta menambahkan v0 pada kedua ruas sehingga diperoleh,
atvv 0
Hubungan kecepatan terhadap waktu dapat dilihat pada grafik berikut.
Gambar 3. 9 Grafik Hubungan Kecepatan dan Waktu untuk Benda yang Bergerak
Lurus Berubah Beraturan
v1
vo
t (s)
v (m/s)
35
Dari Gambar 3.8, dapat ditentukan jarak yang ditempuh benda selama bergerak t sekon
yaitu sebagai berikut.
s = luas daerah di bawah grafik v-t
s = luas trapesium
s = (vo + v1) 21 t
s = [vo + (vo + a t)] 21 t
s = (2 vo + a t) 21 t
s = vo t + 21 a t2
dengan
s = jarak yang ditempuh benda selama t sekon (m)
v0 = kecepatan awal benda (m/s)
a = percepatan benda (m/s2)
t = waktu (s)
Persamaan a dapat diubah bentuknya sebagai berikut.
a
vvt 0
Dengan mensubstitusikan persamaan, diperoleh
asvv 22
0
2
Persamaan di atas berlaku untuk benda yang bergerak lurus berubah beraturan baik
itu dipercepat maupun diperlambat. Hanya saja, percepatan untuk gerak lurus berubah
beraturan diperlambat bernilai negatif. Jadi, persamaan untuk benda yang bergerak lurus
berubah beraturan diperlambat adalah sebagai berikut.
atvv 0
s = vo t - 21 a t2
asvv 22
0
2
Alat dan Bahan
Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut.
1. Sebuah papan untuk bidang miring.
2. Sebuah kereta dinamik
3. Sebuah ticker timer
4. Sebuah balok penunjang
36
5. Sebuah catu daya ( Power Supply)
6. Gulungan kertas ticker timer
7. Kertas karbon
8. Busur derajat dengan skala 0-1800 dan NST 1o
9. 2 buah kabel penghubung ( merah dan hitam ).
10. Sebuah mistar dengan skala 0-30 cm dan NST 0,1 cm.
11. Gunting.
12. Sebuah jarum pentul.
Langkah Percobaan
1. Menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan dalam percobaan.
2. Menyusun alat – alat seperti gambar berikut.
Gambar 3. 10 Percobaan Gerak Lurus Berubah Beraturan
Teknik Pengambilan Data
Langkah-langkah:
1. Menentukan sudut kemiringan dengan menggunakan busur derajat yaitu sebesar 10o.
2. Menghubungkan power supply dengan ticker timer dengan menggunakan kabel yang
telah dicek.
3. Menghidupkan power supply dan melepaskan kereta dinamik agar meluncur menuruni
bidang miring sambil menarik gulungan kertas ticker timer.
4. Memperhatikan jejak hasil rekaman gerak kereta dinamik pada gulungan kertas ticker
timer setelah kereta sampai pada dasar bidang miring.
Ticker Timer
Meja
Landasan
Kereta
Balok kayu Power
Suply
37
5. Menggunting pita yang ditarik oleh ticker timer menjadi potongan – potongan, dimana
tiap potongan mengandung 8 ketikan.
6. Menempelkan potongan-potongan kertas secara berjajar dari kiri ke kanan pada tabel
pengamatan.
7. Mengulangi langkah (1) sampai dengan (6) untuk sudut kemiringan 150.
3.3.9 Praktikum 9: Viskositas
Viskositas ada pada zat cair maupun gas dan pada intinya merupakan gaya gesekan
antara lapisan-lapisan yang bersisian pada fluida pada waktu lapisan-lapisan tersebut
bergerak satu melewati lainnya. Dengan adanya viskositas, kecepatan lapisan-lapisan fluida
tidak seluruhnya sama. Lapisan fluida yang terdekat dengan dinding pipa bahkan sama sekali
tidak bergerak (𝑣 = 0), sedangkan lapisan fluida pada pusat aliran memiliki kecepatan
terbesar. Pada zat cair, viskositas disebabkan akibat adanya gaya-gaya kohesi antar molekul.
Tingkat kekentalan suatu fluida dinyatakan oleh koefisien viskositas fluida.
Fluida juga sangat dipengaruhi oleh gaya adhesi dan kohesi. Kohesi adalah gaya tarik
menarik antara molekul sejenis, sedangkan adhesi adalah gaya tarik menarik antara molekul
yang tak sejenis. Gaya adhesi bekerja antara dinding dan lapisan fluida (molekul fluida dan
molekul dinding saling tarik menarik). Sedangkan gaya kohesi bekerja di antara selaput
fluida (molekul fluida saling tarik menarik).
Karena bagian fluida yang berada di sebelah atas menarik temannya yang berada di
sebelah untuk bergeser, sebaliknya bagian fluida yang ada di sebelah bawah menahan
temannya yang ada di sebelah atas, maka laju fluida tersebut bervariasi.
Perubahan kecepatan lapisan fluida (𝑣) dibagi jarak terjadinya perubahan (𝑙) =
𝑣/𝑙 . 𝑣 / 𝑙 dikenal dengan julukan gradien kecepatan. Pelat yang berada di sebelah atas bisa
bergerak karena ada gaya tarik (F). Untuk fluida tertentu, besarnya Gaya tarik yang
dibutuhkan berbanding lurus dengan luas fluida yang nempel dengan pelat (A), laju fluida
(𝑣) dan berbanding terbalik dengan jarak 𝑙.
Fluida juga sangat dipengeruhi oleh gaya adhesi dan kohesi. Kohesi adalah gaya tarik
menarik antara molekul sejenis, sedangkan adhesi adalah gaya tarik menarik antara molekul
yang tak sejenis. Gaya adhesi bekerja antara dinding dan lapisan fluida (molekul fluida dan
molekul dinding saling tarik menarik).
Karena bagian fluida yang berada di sebelah atas menarik temannya yang berada di
sebelah untuk bergeser, sebaliknya bagian fluida yang ada di sebelah bawah menahan
temannya yang ada di sebelah atas, maka laju fluida tersebut bervariasi. Bagian fluida yang
38
berada di sebelah atas bergerak dengan laju (𝑣) yang lebih besar, sedangkan yang lain yang
berada di sebelah bawah bergerak dengan 𝑣 yang lebih kecil, demikian seterusnya.
Perubahan kecepatan lapisan fluida (𝑣) dibagi jarak terjadinya perubahan (𝑙) =
𝑣/𝑙 . 𝑣 / 𝑙 dikenal dengan julukan gradien kecepatan. Pelat yang berada di sebelah atas bisa
bergerak karena ada gaya tarik (F). Untuk fluida tertentu, besarnya Gaya tarik yang
dibutuhkan berbanding lurus dengan luas fluida yang nempel dengan pelat (A), laju fluida
(𝑣) dan berbanding terbalik dengan jarak
Dalam fluida ternyata gaya yang dibutuhkan (F), sebanding dengan luas fluida yang
bersentuhan dengan setiap lempeng (A), dan dengan laju (v) dan berbanding terbalik dengan
jarak antar lempeng (l). Besar gaya F yang diperlukan untuk menggerakan suatu lapisan
fluida dengan kelajuan tetap v untuk luas penampang keping A adalah
𝐹 = 𝜂𝐴𝑣
𝑙
Dengan viskositas didefinisikan sebagai perbandingan regangan geser (𝐹/𝐴) dengan
laju perubahan regangan geser (𝑣/𝑙).
Dengan kata lain dapat dikatakan bahwa :
Makin besar luas keping (penampang) yang bersentuhan dengan fluida, makin besar
gaya F yang diperlukan sehingga gaya sebanding dengan luas sentuh (𝐹 ≈ 𝐴). Untuk luas
sentuh A tertentu, kelajuan v lebih besar memerlukan gaya F yang lebih besar, sehingga gaya
sebanding dengan kelajuan (𝐹 ≈ 𝑣).
Viskositas dalam aliran fluida kental sama saja dengan gesekan pada gerak benda
padat. Untuk fluida ideal, viskositas 𝜂 = 0 sehingga kita selalu menganggap bahwa benda
yang bergerak dalam fluida ideal tidak mengalami gesekan yang disebabkan fluida. Akan
tetapi, bila benda tersebut bergerak dengan kelajuan tertentu dalam fluida kental, maka
benda tersebut akan dihambat geraknya oleh gaya gesekan fluida benda tersebut. Besar gaya
gesekan fluida telah dirumuskan:
𝐹 = 𝜂 𝐴 𝑣 = 𝐴 𝜂 𝑣 = 𝑘 𝜂 𝑣
Koefisien k tergantung pada bentuk geometris benda. Untuk benda yang bentuk
geometrisnya berupa bola dengan jari-jari (𝑟), maka dari perhitungan laboraturium
ditunjukan bahwa
𝑘 = 6 𝜋 𝑟
maka
𝐹 = − 6 𝜋 𝜂 𝑟 𝑣
Persamaan itulah yang hingga kini dikenal dengan Hukum Stokes.
39
Dengan menggunakan hukum stokes, maka kecepatan bola pun dapat diketahui
melalui persamaan (rumus) :
𝑣 = 2 𝑟2𝑔 (𝜌 – 𝜌0)
9𝜂
Persamaan di atas dapat diubah, menjadi:
𝜂 = 2 𝑟2𝑔 (𝜌 – 𝜌0)
9𝑣
Penurunan persamaan di atas, akan menjadi:
𝜂 = 2 𝑟2𝑔 (𝜌 – 𝜌0)
9𝑣
𝜂 = 2 𝑟2𝑔 (𝜌 – 𝜌0)
9(𝑠/𝑡)
𝜂 = 2 𝑟2𝑔 (𝜌 – 𝜌0)
9𝑠𝑡
𝜂 = {2 𝑟2𝑔 (𝜌 – 𝜌0)
1∶
9𝑠
𝑡}; s = d = jarak
𝜂 = 2 𝑡𝑟2𝑔 (𝜌 – 𝜌0)
9𝑑
9𝜂𝑑 = 2 𝑡𝑟2𝑔 (𝜌 – 𝜌0)
2 𝑡𝑟2𝑔 (𝜌 – 𝜌0) = 9𝜂𝑑
𝒕𝒓𝟐 =𝟗𝜼𝒅
𝟐𝒈(𝝆 – 𝝆𝟎); r = jari-jari tabung, d = jarak
Satuan Sistem Internasional (SI) untuk koefisien viskositas adalah 𝑁𝑠/𝑚2 =
𝑃𝑎. 𝑠 (𝑝𝑎𝑠𝑐𝑎𝑙 𝑠𝑒𝑘𝑜𝑛). Satuan CGS (centimeter gram sekon) untuk koefisien viskositas
adalah 𝑑𝑦𝑛. 𝑠/𝑐𝑚2 = 𝑝𝑜𝑖𝑠𝑒 (𝑃). Viskositas juga sering dinyatakan dalam sentipoise
(𝑐𝑃). 1 𝑐𝑃 = 1/100 𝑃.
Tujuan Percobaan
1. Memahami adanya gaya gesekan yang dialami benda yang bergerak dalam
fluida
2. Memahami perilaku kental fluida
3. Menentukan koefisien kekentalan (viskositas)
40
Alat yang digunakan
1. Tabung panjang (gelas ukur 1000ml)
2. Fluida kental (oli)
3. Bola-bola kecil
4. Mikrometer sekrup / jangka sorong
5. Sendok saringan untuk mengambil bola
6. Stopwatch
7. Aerometer (densimeter)
Langkah Percobaan
1. Mengukur diameter bola dengan jangka sorong / mikrometer sekrup
2. Menimbang massa bola dengan neraca
3. Mengukur diameter dalam tabung beberapa kali
4. Mengukur massa jenis fluida dengan aerometer
5. Dengan gelang karet memberi batas jatuh pada tabung
6. Mengukur jarak jatuh bola mulai dari batas atas gelang karet bagian atas
sampai batas bawah
7. Mengulangi langkah 5 dan 6 untuk jarak berbeda.
3.3.10 Praktikum 10: Hukum Kirchhoff
Hukum Kirchhoff merupakan salah satu hukum dasar dalam ilmu teknik elektro yang
berfungsi untuk menganalisia arus dan tegangan / beda potensial dalam suatu rangkaian.
Hukum Kirchhoff pertama kali diperkenalkan oleh Gustav Robert Kirchhoff pada tahun
1845. Hukum Kirchhoff terbagi menjadi dua, yaitu Hukum Kirchhoff I atau KCL
(Kirchhoff’s Current Law) dan Hukum Kirchoff II atau KVL(Kirchhoff’s Voltage Law).
Hukum Kirchoff I:
Hukum Kirchhoff I menyatakan :
“Jumlah aljabar kuat arus yang bertemu pada suatu titik cabang (node) adalah nol”
∑ 𝐼𝑘 = 0
𝑛
𝑘=1
(𝑝𝑒𝑟𝑠. 1)
41
dimana 𝑛 adalah jumlah percabangan yang mempunyai arus menuju ataupun
meninggalkan suatu titik cabang (node)
Sebagai ilustrasi, pada Gambar 9.1 arus 𝑖2 dan 𝑖3 menuju titik cabang (node),
sedangkan arus 𝑖1 dan 𝑖4 meninggalkan titik cabang (node)
Gambar 3. 11 Ilustrasi arus masuk dan keluar pada suatu titik cabang
Sehingga dengan mengacu pada persamaan hukum Kirchoff 1, didapatkan persamaan
pada Gambar 3.10 yakni
𝑖2 + 𝑖3 − 𝑖1 − 𝑖4 = 0
Hukum Kirchoff II:
Hukum Kirchhoff II digunakan untuk menghitung besaran-besaran yang terdapat pada
rangkaian listrik. Besaran itu diantaranya kuat arus pada suatu cabang, ataupun beda
tegangan antara dua titik. Hukum II Kirchoff menyatakan bahwa:
" Jumlah dari perbedaan potensial (voltase) pada suatu loop tertutup adalah nol"
dimana jika dinyatakan dalam bentuk persamaan:
∑ 𝑉𝑘 = 0
𝑛
𝑘=1
(𝑝𝑒𝑟𝑠. 2)
Sebagai ilustrasi pada Gambar 2.10, dengan mengacu pada persamaan hukum
Kirchhoff II, maka didapatkan:
𝑣1 + 𝑣2 + 𝑣3 + 𝑣4 = 0
42
Gambar 3. 12 Tegangan pada suatu loop tertutup
Tujuan Praktikum
Maksud dan tujuan dari percobaan 9: Hukum Kirchhoff antara lain:
a. Praktikan memahami konsep dasar hukum Kirchhoff dan aplikasinya pada suatu
rangkaian listrik.
b. Praktikan mampu menentukan kuat arus pada setiap cabang dalam suatu
rangkaian listrik baik dengan metode perhitungan maupun pengukuran
c. Praktikan mampu menentukan besarnya beda potensial antara dua titik dalam
suatu rangkaian listrik baik dengan metode perhitungan maupun pengukuran
Cara Melakukan Percobaan
a) Praktikan menyusun rangkaian yang dicontohkan pada Gambar 3.11
b) Praktikan melakukan pengukuran, baik pengukuran kuat arus maupun pengukuran
tegangan pada rangkaian, sesuai dengan instruksi pada modul praktikum
c) Praktikan membandingkan hasil pengukuran dengan perhitungan
d) Praktikan membuat kesimpulan dari hasil percobaan
Metode Evaluasi
a) Tugas Pendahuluan
b) Laporan Resmi berisi hasil percobaan dan kesimpulan dari hasil percobaan
Kondisi Peralatan Existing saat ini
Peralatan modul praktikum lab fisika dasar ITS untuk percobaan hukum Kirchhoff
terdiri dari:
e) 4 unit Resistor (R1, R2, R3, R4)
f) 2 unit Sumber Tegangan 9V
43
g) 1 unit Multimeter
h) 1 unit Bread board dan kabel
Pada Gambar 3.12 diilustrasikan contoh kegiatan pengukuran dengan menggunakan
multimeter pada suatu rangkaian listrik. Praktikan telah melakukan analisis rangkaian
dengan menggunakan teorema hukum Kirchoff, kemudian membandingkan dengan hasil
yang didapatkan pada pengukuran. Hasil praktikum dilaporkan dalam tabel data dengan
format yang telah ditentukan (Gambar 3.12)
Gambar 3. 13 Kegiatan pengukuran pada rangkaian listrik (existing)
Gambar 3. 14. Contoh Tabel Data untuk Praktikum Hukum Kirchoff
44
BAB 4 METODE PENELITIAN
4.1. Digitalisasi perangkat praktikum
Digitalisasi perangkat praktikum perlu dilakukan untuk mengembangkan kegiatan
pembelajaran praktikum berbasis teknologi yang interaktif dengan tetap memperhatikan
ranah perkembangan psikomotorik dan afektif praktikan.
Upaya yang pertama yakni menggantikan konsep kegiatan pembelajaran yang semula
paper-based menjadi online learning yang interaktif. Website praktikum dibangun dengan
antarmuka yang memberikan pengalaman (experience) belajar kepada praktikan dengan
efektif dan mudah dipahami.
Upaya selanjutnya yakni memodernisasi perangkat pengukuran praktikum ke
perangkat pengukuran digital yang memungkinkan pengiriman hasil pengukuran langsung
ke Cloud Computer. Hasil pengukuran ini nantinya akan terintegrasi dengan website
praktikum, sehingga data pengukuran selama kegiatan praktikum dapat dievaluasi dengan
lebih mudah dan efektif.
Ilustrasi konsep pengembangan digitalisasi perangkat praktikum diperlihatkan pada
Gambar 4.1.
Gambar 4. 1. Konsep (Diagram Blok) untuk pengembangan digitalisasi perangkat
praktikum
45
Adapun usulan digitalisasi beberapa komponen/instrument praktikum dalam upaya
pengembangan praktikum online tertera pada Tabel 1 berikut:
Tabel 4.1. Usulan Digitalisasi Perangkat Praktikum Hukum Kirchhoff
Komponen/Instrumen
Praktikum
Peralatan Existing Usulan Digitalisasi Perangkat
Instrumentasi Pengukuran Multimeter Digital Modul Instrumentasi Pengukuran
berbasis IoT
Instruksi Praktikum Cetak (Paper Based) Website Interaktif
Pengisian Lembar Data
Praktikum
Cetak (Paper Based) Website Interaktif
Pre-test dan Post Test Manual / Tatap Muka Online
Pengembangan digitalisasi perangkat praktikum memungkinkan praktikan mendapatkan
pengalaman interakif praktikum hukum kirchhoff secara digital dengan konsep / skenario
sebagai berikut:
1) Praktikan Login ke laman Praktikum Online ITS
Gambar 4. 2. Konsep (Wireframe) laman login praktikan
2) Praktikan mendaftar (enroll) pada laman Praktikum Kirchoff
3) Praktikan melakukan sinkronisasi perangkat IoT untuk pengukuran tegangan
dan arus ke Website
4) Praktikan mendapat materi mengenai dasar konsep dan latar belakang
praktikum. Materi disampaikan dalam bentuk video dan teks.
46
Gambar 4. 3 Konsep (Wireframe) antarmuka website praktikum hukum Kirchhoff.
5) Praktikan memulai percobaan sesuai dengan instruksi (contoh: menyusun
rangkaian sesuai dengan instruksi)
6) Praktikan melakukan perhitungan secara manual sesuai dengan dasar teori
7) Praktikan melakukan pengukuran dengan memasangkan test probe pada titik-
titik cabang (node) yang diamati.
8) Hasil pengukuran akan tampil pada website, praktikan dapat menyimpan hasil
pengukuran dengan klik tombol simpan
9) Praktikan melanjutkan ke percobaan berikutnya sesuai dengan instruksi yang
berikutnya
10) Praktikum selesai apabila praktikan sudah menyelesaikan seluruh percobaan
atau waktu yang disediakan telah habis
47
Gambar 4. 4 Konsep (Wireframe) laman percobaan yang dilakukan secara interaktif
oleh praktikan
4.2. User Flow
User flow adalah prosedure pelaksanaan praktikum secara online pada modul Telelab.
Adapun desain user flow yang dibuat adalah sebagai berikut :
1. Mahasiswa yang sudah terdaftar sebagai peserta praktikum harus Log in terlebih
dahulu baik melalui aplikasi web ataupun melalui aplikasi mobile.
2. Setelah berhasil log in, mahasiswa praktikan memilih modul praktikum yang akan
dilaksanakan. Informasi antrian akan ditampilkan pada tiap modul bila modul yang
diakses sedang digunakan oleh peserta lain.
3. Bila sudah bisa mengakses modul praktikum, peserta harus mempelajari terlebih
dahulu konsep, object dan prosedure pelaksanaan praktikum pada aplikasi
web/mobile.
4. Berikutnya adalah pelaksanaan praktikum dengan modul telelab. Mahasiswa
praktikum menjalankan instruksi praktikum dengan melakukan perhitungan juga
pembuktian hasil perhitungan pada modul telelab.
5. Hasil perhitungan dan konfigurasi data praktikum disubmit keserver untuk diproses
oleh perangkat modul telelab. Selama proses mahasiswa dapat melihat secara
streaming proses yang terjadi pada perangkat Telelab melalui kamera terpasang.
48
6. Data terkirim diteruskan ke perangkat telelab untuk diproses. Hasil proses data
dikirimkan ulang oleh server ke front end modul telelab. Mahasiswa dapat secara
langsung melihat hasil percobaan berikut nilai yang diperoleh.
7. Dosen/asisten pengampu dapat juga melihat hasil percobaan setiap peserta melalui
aplikasi web.
Gambar 4. 5 User Flow pelaksanan praktikum
4.3. Mockup web base aplikasi Telelab
Gambar 4. 6 Tampilan depan modul telelab
49
Pada Gambar 4.6. Peserta praktikum melakukan login setelah registrasi terlebih dahulu
untuk bisa mengakses dan mengikuti serta melaksanakan praktikum
Gambar 4. 7 Desain Tutorial Praktikum
Gambar 4.7. Adalah desain tutorial prosedur dan pelaksaan praktikum yang berikutnya akan
terhubung dengan modul telelab.
Gambar 4. 8 Desain monitoring pelaksanaan praktikum
Gambar 4. Dosen, asistem dan peserta dapat memonitor aktifitas pelaksanaan praktikum
50
4.4. Desain enclosure untuk modul IoT
Gambar 4. 9 Gambar enclosure tampak atas
Gambar 4. 10 Gambar enclosure tampak bawah
51
Gambar 4. 11 Gambar enclosure tampak bagian dalam
52
BAB 5 JADWAL DAN RANCANGAN ANGGARAN BIAYA
Pada bab ini akan dijelaskan bagaimana penelitian ini diorganisasi. Bab ini akan
membahas tentang jadwal dan rancangan anggaran biaya.
5. 1. Jadwal
Penelitian ini akan dilaksanakan selama 12 bulan dimulai pada bulan April 2020 dan
berakhir pada Maret 2021. Jadwal kerja dari penelitian ini dijelaskan pada Tabel 5.1
Tabel 5. 1 Jadwal kerja penelitian
No Kegiatan BULAN
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1 Desain PCB 10 modul IoT --- ---- ---- ----
2 Modifikasi modul praktikum --- ---- ---- ---- ---- ---- ----
3 Perancangan software embedded
modul IoT ----
----
----
----
----
----
----
----
----
----
----
----
----
----
4 Webserver, Web based
application ----
----
----
----
----
----
----
----
----
----
----
----
----
----
5 Perancangan mobile based
application ----
----
----
----
----
----
----
----
----
----
----
----
----
----
6 Pengujian ---- ---- ---- ---- ---- ---- ----
5.2 Anggaran Biaya
Anggaran biaya dalam penelitian ini adalah Dana Lokal ITS tahun 2020. Adapun
anggaran biaya secara detil ditunjukkan pada Tabel 5.2 dan Tabel 5.3.
Tabel 5. 2 Anggaran Biaya Penelitian untuk komponen
NO Item Name Description QTY Unit Price/Unit (Rp)
Amount (Rp)
1 IoT Interface Module untuk praktikum bandul matematis
Modul terdiri dari: Industrial power supply Main microcontroller IoT Angular Sensor Counter Processor IP Camera Set
Embedded software
1
Unit
60.250.000
60.250.000 Modifikasi modul bandul matematis 1 Unit 10.250.000 10.250.000 Desain enclosure 1 1 Unit 8.250.000 8.250.000
2 IoT Interface Module untuk praktikum bandul fisis
Modul terdiri dari: Industrial power supply Main microcontroller IoT Angular Sensor Counter Processor IP Camera Set Embedded software
1
Unit
60.250.000
60.250.000
Modifikasi modul bandul fisis 1 Unit 10.250.000 10.250.000 Desain enclosure 2 1 Unit 8.250.000 8.250.000
53
Lanjutan Tabel 5.2. Anggaran Biaya Penelitian untuk komponen
NO Item Name Description QTY Unit Price/Unit (Rp)
Amount (Rp)
3 IoT Interface Module untuk praktikum tetapan pegas
Modul terdiri dari: Industrial power supply Main microcontroller IoT Load Cell Sensor Distance Sensor Angular Sensor Counter Processor IP Camera Set Embedded software
1
Unit
70.750.000
70.750.000
Modifikasi modul tetapan pegas 1 Unit 10.250.000 10.250.000 Desain enclosure 3 1 Unit 8.250.000 8.250.000
4 IoT Interface Module untuk praktikum gerak peluru
Modul terdiri dari: Industrial power supply Main microcontroller IoT Angular Sensor Distance Sensor Counter Processor IP Camera Set
Embedded software
1
Unit
69.500.000
69.500.000
Modifikasi modul gerak peluru 1 Unit 10.250.000 10.250.000 Desain enclosure 4 1 Unit 8.250.000 8.250.000
5 IoT Interface Module untuk praktikum Fletcher Trolley
1. Modul terdiri dari: Industrial power supply Main microcontroller IoT Counter Processor IP Camera Set Embedded software
1
Unit
55.000.000
55.000.000
Modifikasi modul Fletcher Trolley 1 Unit 10.250.000 10.250.000 Desain enclosure 5 1 Unit 8.250.000 8.250.000
6 IoT Interface Module untuk praktikum momen inersia
1. Modul terdiri dari: Industrial power supply Main microcontroller IoT Rotary Sensor DC Servo Motor Actuator Driver Counter Processor IP Camera Set Embedded software
1
Unit
58.500.000
58.500.000
Modifikasi modul momen inersia 1 Unit 10.250.000 10.250.000 Desain enclosure 6 1 Unit 8.250.000 8.250.000
7 IoT Interface Module untuk praktikum benda jatuh bebas
Modul terdiri dari: Industrial power supply Main microcontroller IoT Counter Processor IP Camera Set Embedded software
1
Unit
53.000.000
53.000.000 Modifikasi modul benda jatuh bebas 1 Unit 10.250.000 10.250.000 Desain enclosure 7 1 Unit 8.250.000 8.250.000
8 IoT Interface Module untuk praktikum gerak lurus berubah beraturan
Modul terdiri dari: Industrial power supply Main microcontroller IoT Counter Processor IP Camera Set Embedded software
1
Unit
65.000.000
65.000.000
Modifikasi modul gerak lurus berubah beraturan
1 Unit 10.250.000 10.250.000
Desain enclosure 8 1 Unit 8.250.000 8.250.000
54
Lanjutan Tabel 5.2. Anggaran Biaya Penelitian untuk komponen
NO Item Name Description QTY Unit Price/Unit (Rp)
Amount (Rp)
9 IoT Interface Module untuk praktikum viskositas
1. Modul terdiri dari: Industrial power supply Main microcontroller IoT Load Cell Sensor Distance Sensor Angular Sensor Counter Processor IP Camera Set Embedded software
1
Unit
70.750.000
70.750.000
Modifikasi modul viskositas 1 Unit 10.250.000 10.250.000 Desain enclosure 9 1 Unit 8.250.000 8.250.000
10 IoT Interface Module untuk praktikum hukum Kirchoff
1. Modul terdiri dari: Industrial power supply Main microcontroller IoT Current and Voltage Sensor IP Camera Set Embedded software
1
Unit
53.000.000
53.000.000
Modifikasi modul hukum Kirchoff 1 Unit 10.250.000 10.250.000 Desain enclosure 10 1 Unit 8.250.000 8.250.000
11 Desain Hub ethernet Desain Hub IP untuk setiap modul praktikum
10
Unit
54.000.000
54.000.000
Jumlah Sub Total 855.000.000
Tabel 5. 3. Pembelian Server dan Pembuatan Web Apps
NO Item Name Description QTY Unit Price/U (Rp)
Amount (Rp)
1 Webserver, Web based application dan mobile based application
Pembuatan web server dan disain web apps yang menghubungkan Modul IoT tiap praktikum agar bisa difungsikan secara online
1 unit 245.000.000 245.000.000
Jumlah Sub Total C 245.000.000
55
BAB 6 DAFTAR PUSTAKA
[1] Halliday, D. dan Resnick, R. 1985. Fisika Jilid 1 edisi ketiga (terjemahan), Jakarta :
Penerbit Erlangga
[2] Giancoli, D.C. 2009. Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics 4th
edition, New Jersey : Pearson Education,Inc.
[3] Serway, R. “Physic for scientist & Engineerings With Modern Physic”, James Madison
University Harisson Burg, Viriginia, 1989.
[4] Resnick & Haliday, “ Fisika Jilid I ” Erlangga (Terjemahan).
[5] Tipler, P. ”Fisika Untuk Sains dan Teknik Jilid I” Erlangga (Terjemahan).
[6] Dosen-dosen fisika FMIPA ITS. 2009. Fisika I Kinematika-Dinamika-Getaran-
Panas. Surabaya : YANASIKA
[7] Giancoli, Douglas C. 2001. FISIKA Edisi Kelima Jilid 1. Jakarta: Erlangga
[8] Resnick, R. and Halliday, D. 1986. Fisika Jilid 1 Edisi Ketiga. Jakarta: Erlangga
[9] Sarojo, Ganijaty Aby. 2002. Fisika Dasar Mekanika. Jakarta: Salemba Teknika
[10] Sears dan Zemansky. 1982. FISIKA untuk Universitas 1 Mekanika.Panas.Bunyi.
Bandung : Binacipta
[11] http://www.mediabali.net/fisika_hypermedia/gerak_peluru.html
[12] Dosen - dosen Fisika, Fisika I, Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, 1998.
[13] Sears. Zemansky, Fisika Untuk Universitas 1, Yayasan Dana Buku Indonesia, Jakarta-
New York, 1994.
[14] Dosen - dosen Fisika, Petunjuk Praktikum Fisika Dasar, Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, 1998.
[15] Bueche.F.1998.Principles of Physics.Singapore.mc.Graw hill
[16] Celleto Vancent.P.1994.College Physics.USA.Van hertman press
[17] Mansfield.1998.Understanding Physics.New York.Proxis pubhlishing
[18] W.Welson.1990.Enginerig Physics.USA.Mc.Graw hill company.inc
[19] Young D Hugh.2002.Fisika Universitas.Jakarta.Erlangga
56
BAB 7 LAMPIRAN
Biodata Tim Peneliti
1. Ketua
a. Nama Lengkap : Dr. Rachmad Setiawan, ST, MT
b. Jenis Kelamin : Laki-laki
c. NIP : 19690529 1995 121 1001
d. Fungsional/Pangkat/Gol : Lektor / IIId
e. Jabatan Struktural : Dosen Teknik Biomedik
f. Bidang Keahlian : Embedded System, Microcontroller, IoT
g. Fakultas/Departemen : Fakultas Teknologi Elektro dan Informatika
Cerdas/Teknik Biomedik
h. Alamat Rumah : Bumi Marina Emas Utara IV blok F70, Keputih,
Sukolilo, Surabaya
i. Riwayat penelitian/pengabdian:
Pengembangan Closed-loop FES System, dengan wearable sensor
Diseminasi Hasil Riset Departemen Teknik Biomedik FTE-ITS kepada
Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga
Pengembangan Sistem Pengukuran Gerakan Manusia Berbasis Jaringan
Sensor Untuk Tujuan Rehabilitasi
j. Publikasi:
Programmable Amplitude of Portable Electrical Stimulator for Multichannel
Functional Electrical Stimulator (FES) System, Journal of Theoretical and Applied
Information Technology (JATIT), Vol.95. No 9, pp 1974-1982, 15th May 2017
Desain Sistem Pengukuran Lower Limb Joint Angles pada Kondisi
Dinamik untuk Sistem FES, JNTETI, Vol. 7, No. 1, pp 112-121, Februari
2018
57
2. Anggota 1
a. Nama Lengkap : Atar Fuady Babgei, S.T., M.Sc.
b. Jenis Kelamin : Laki-laki
c. NIP : 19891111 201812 1001
d. Fungsional/Pangkat/Gol. : Asisten Ahli / Penata Muda Tk. 1 / III B
e. Jabatan Struktural : Dosen TKK Departemen Teknik Biomedik - ITS
f. Bidang Keahlian : Autonomous Systems, Embedded Systems
g. Departemen/Fakultas : Teknik Biomedik / Fakultas Teknologi Elektro dan
Informatika Cerdas
h. Alamat Rumah dan No Telp : Jl. Juwingan no. 15, Kertajaya, Gubeng, Surabaya /
087855883350
i. Riwayat Penelitian :
(Penelitian Dana Departemen 2019) wearaBLE: Open Source Hardware
Platform untuk Pengembangan Wearable Wireless Body Area Network
berbasis Bluetooth Low Energy
(Master Thesis) Development of Next Generation MAVIS Sensorcraft: A
Lightweight, Low-cost, and Disposable Unmanned Aircraft System for
Atmospheric Measurements.
j. Publikasi :
Babgei, A.F. . "Rancang bangun Maximum Power Point Tracker (MPPT) pada
panel surya dengan menggunakan metode Fuzzy." Institut Teknologi Sepuluh
November, Surabaya (2012).
3. Anggota 2
a. Nama Lengkap : Ahmad Zaini, S.T, M.T
b. Jenis Kelamin : Laki-Laki
c. NIP : 197504192002121003
d. Fungsional/Pangkat/Gol : Lektor/IIIC
e. Jabatan Struktural :
f. Bidang Keahlian : Digital Design
g. Fakultas/Departemen : Departemen Teknik Komputer
h. Alamat Rumah : Sukolilo Park Regency G-22 Keputih Sukolilo
i. Riwayat penelitian/pengabdian:
58
Vehicle Tracking and Security System Using GPS, GSM, Microcontroller and PC
Via SMS, 2005
Early warning for home security base on GSM technology, 2005
Superhanuman Robot Project for Kontes Robot Indonesia (KRI),2004
Bharabudhara Robot Project for Kontes Robot Indonesia (KRI), 2005
Superclamp Robot Project for Kontes Robot Indonesia (KRI),2006
P 1 Y U firefighter Robot Project for Kontes Robot Cerdas Indonesia (KRCI), 2006
Al Fajry firefighter Robot Project for Kontes Robot Cerdas Indonesia (KRCI), 2008
Ahmad Zaini, Wirawan, Totok Mujiono, an FPGA Implementation of Perfect
Reconstruction Filter Bank for Multirate Structure with Direct Form FIR Filter,
SNATI UII Yogyakarta,2009
Ahmad Zaini, Wirawan, Totok Mujiono, an FPGA Implementation of Perfect
Reconstruction Filter Bank for Multirate Structure with DALUT FIR Filter, SITIA
Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya, 2009.
4. Anggota 3
a. Nama Lengkap : MY Alief Samboro, S.T., M.Ds
b. Jenis Kelamin : Laki-laki
c. NIP : 1990201911081
d. Fungsional/Pangkat/Gol : IIIb
e. Jabatan Struktural : Asisten Ahli
f. Bidang Keahlian : Desain Produk
g. Fakultas/Departemen : Creabiz / Desain Produk Industri
h. Alamat Rumah : Royal Ketintang Regency G-26 Surabaya
i. Riwayat penelitian/pengabdian:
2019 – Perancangan Produk dengan Eksplorasi Sistem Sambungan Snap-fit
Berbahan Kayu Menggunakan Mesin CNC Router
2017 – Desain Struktur Modul untuk Produk Fungsional Sebagai Implementasi
Mesin Laser-Cutting
j. Publikasi:
2019 - Snap-Fit Joinery System Using Pinewood Material Elasticity Properties
2017 – Material Eficiency of Wood Waste Industries To Design by Using Laser
Cutting Technology