PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

58
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

Transcript of PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

Page 1: 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

Page 2: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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

Page 3: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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

Page 4: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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

Page 5: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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

Page 6: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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

Page 7: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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

Page 8: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL 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

Page 9: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

9

pendidikan, juga dapat mengikuti perkembangan teknologi informasi, serta meningkatkan

pengetahuan dan keterampilan lulusan melalui pembelajaran sepanjang hayat

Page 10: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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.

Page 11: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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]

Page 12: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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.

Page 13: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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

Page 14: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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

Page 15: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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

Page 16: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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

Page 17: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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

Page 18: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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

Page 19: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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.

Page 20: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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

Page 21: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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

Page 22: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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

Page 23: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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

Page 24: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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)

Page 25: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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

Page 26: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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

Page 27: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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.

Page 28: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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

Page 29: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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

Page 30: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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

Page 31: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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

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

Page 32: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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

Page 33: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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.

Page 34: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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)

Page 35: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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

Page 36: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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

Page 37: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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

Page 38: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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.

Page 39: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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)

Page 40: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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)

Page 41: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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

Page 42: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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

Page 43: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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

Page 44: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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

Page 45: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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.

Page 46: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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

Page 47: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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.

Page 48: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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

Page 49: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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

Page 50: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

50

4.4. Desain enclosure untuk modul IoT

Gambar 4. 9 Gambar enclosure tampak atas

Gambar 4. 10 Gambar enclosure tampak bawah

Page 51: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

51

Gambar 4. 11 Gambar enclosure tampak bagian dalam

Page 52: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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

Page 53: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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

Page 54: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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

Page 55: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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

Page 56: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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

Page 57: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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:

Page 58: PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS …

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