Download - Modul Praktikum Fisika

Transcript
Page 1: Modul Praktikum Fisika

BAB I

TEORI KESALAHAN DALAM PENGUKURAN

A. STANDAR KOMPETENSI

Mahasiswa dapat memahami dan menggunakan, serta mengaplikasikan

teori kesalahan dalam pengukuran khususnya fisika

B. KOMPETENSI DASAR

Kompetensi dasar yang harusdicapai mahasiswa padatopik ini adalah:

1. Memahami pengertian pengukuran dalam fisika

2. Memahami kesalahan dan ketidakpastian dalam pengukuran

3. Memahami pengertian perambatan kesalahan dalam pengukuran

4. Memahami pengertian penulisan kesalahan dalam pengukuran

5. Mengaplikasikan teori kesalahan dan ketidakpastian dalam pengukuran

C. INDIKATOR

1. Mampu menjelaskan pengertian pengukuran dalam fisika

2. Mampu menjelaskan konsep kesalahan dan ketidakpastian dalam

pengukuran

3. Mampu menjelaskan pengertian perambatan kesalahan dalam

pengukuran

4. Mampu menjelaskan pengertian penulisan kesalahan dalam

pengukuran

5. Mampu memberikan contoh dari masing-masing jenis sumber

kesalahan

6. Mampu menggunakan ketidakpastian dalam hasil pengukuran

D. TUJUAN PEMBELAJARAN

1. Mahasiswa dapat mendefenisikan pengertian pengukuran dalam fisika

2. Mahasiswa dapat mendefenisikan konsep kesalahan dan ketidakpastian

dalam pengukuran

1

Page 2: Modul Praktikum Fisika

3. Mahasiswa dapat mendefenisikan pengertian perambatan kesalahan

dalam pengukuran

4. Mahasiswa dapat membedakan dan memberikan contoh dari jenis-

jenis sumber kesalahan

7. Mahasiswa dapat menggunakan ketidakpastian dalam hasil

pengukuran

5. Mahasiswa dapat menyelesaikan persoalan-persoalan pengukuran

dalam fisika

6. Mahasiswa dapat mengetahui pentingnya kesalahan dalam pengukuran

7. Mahasiswa dapat menuliskan hasil pengukuran dengan benar

PENGUKURAN DAN KETIDAKPASTIAN

Untuk mengerti dan memahami dunia sekitar kita, dibutuhkan relasi

antara suatu besaran fisika dengan besaran fisika yang lain. Sebagai contoh,

utnuk mengukur kecepatan (v) pada gerak lurus beraturan diperlukan untuk

mengukur jarak (s) dan waktu (t).

v = st

Supaya jelas, hasil pengukuran harus dinyatakan secara kuantitatif, bukan

secara kualitatif atau hanya dengan ilustrasi. Hasil kuantitatif ini diperlukan

untuk perbandingan dengan hasil-hasil yang lain

Bukan : Seharusnya

Hasan tinggi sekali Hasan mempunyai tinggi 2,1 m

Angin sepoi-sepoi basah Kecepatan angin 10 m/detik

Ketepatan pengukuran adalah hal yang sangat penting di fisika untuk

mendapatkan hasil yang dapat dipercaya. Namun demikian tidak ada

pengukuran yang absolut tepat, selalu ada ketidakpastian dalam setiap

pengukuran.

2

Page 3: Modul Praktikum Fisika

Hanya error random

Nilai sesungguhnya

Eror random dan sistematik

Oleh karena itu, kita harus menyertakan angka-angka kesalahan supaya

kita dapat memberikan penilaian yang wajar dari hasil percobaan besaran

fisika, misal x dapat dinyatakan :

x−Δx< x < x + Δx

dengan x merupakan nilai terbaik sebagai pengganti nilai yang benar, Δx

merupakan kesalahan pada pengukuran yang disebabkan keterbatasan alat,

ketidakcermatan, perbedaan waktu pengukuran, dan lain sebagainya. Dengan

menyertakan kesalahan atau batas toleransi terhadap suatu nilai yang kita

anggap benar, kita dapat mempertanggungjawabkan hasil percobaan yang

dilakukan.

1. Sumber-sumber dan Tipe Kesalahan

Sumber-sumber kesalahan eksperimen dapat berasal dari :

a. Instrumental, seperti kalibrasi alat yang tidak sempurna

b. Observasi, seperti kesalahan paralaks pembacaan

c. Environmental, seperti tegangan listrik yang tidak stabil

d. Teori, disini model dibuat terlalu sederhana, seperti pengabaian

gaya gesek.

e. Secara pengukuram, kesalahan ini terbagi dua macam :

f. Error sistematik

g. Error random

Error Random, adalah kesalahan yang konsisten terjadi pada pengukuran

yang pada dasarnya dapat diidentifikasikan dan dihilangkan. Error ini dapat

dihindari dengan cara kalibrasi yang baik, pengamatan yang menghindari

paralaks, perulangan apabila terjadi breakdown listrik.

Error Random,tidak selamanyadapat diidentifikasi, seperti: kesalahan

setelah mencapai divisi skala terkecil, fluktuasi suhu, dan vibrasi mekanik.

Kesalahan ini dapat dikuantifikasi secara statistik.

Skema error random dan error sistematik dapat digambarkan di bawah ini :

3

Page 4: Modul Praktikum Fisika

2. Penulisan Kesalahan pada Hasil Pengukuran

Cara memperkirakan dan menyatakan kesalahan ini, bergantung pada cara

pengukuran yang dilakukan, yaitu: pengukuran berulang dan pengukuran

tunggal (tidak dapat diulang).

Apabila dimungkinkan, dalam suatu percobaan hendaknya dilakukan

melalui pengukuran berulang, tetapi terkadang pengukuran tunggal tidak dapat

dihindari, yaitu pada :

a. Peristiwa yang tidak dapat diulang, contoh : pengukuran kecepatan

komet, lama gerhana matahari total, dan lain-lain.

b. Pengukuran diulang tetapi hasilnya tetap sama, hal ini biasanya

diakibatkan oleh tingkat ketelitian alat yang rendah dipakai untuk

mengukur besaran yang lebih kecil, contoh : mengukur tebal bulu

dengan mistar.

Dalam hal demikian hasil pengukuran dilaporkan sebagai berikut :

x ± Δx

dengan x adalah hasil pengukuran tunggal dan Δx merupakan ½ kali skala

pengukuran terkecil (s.p.t) dari alat ukur. Contoh t = (2 ,10 ± 0 ,05 ) cm .

Pengukuran berulang menghasilkan sampel populasi x, yaitu x1, x2, x3, …,

xn . Untuk menyatakan nilai terbaik sebagai pengganti nilai benar x dari

pengkuran diatas, dipakai nilai rata-rata sampelx , yaitu :

x = 1n∑i=1

n

x i

Sedangkan untuk menyatakan deviasi hasil pengukuran (Δx ) dapat dipakai

deviasi standar nilai rata-rata sample :

S x = √∑i−1

n

( x−x1)2

n2(n−1 )= √ n∑ ( X

i2)−(∑ x i)2

n(n−1 )

Hasil pengukuran dapat dituliskan sebagai berikut :

x = x±Δx = x ± s x

4

Page 5: Modul Praktikum Fisika

(Terkadang ada beberapa buku teks eksperimen yang mengambil kesalahan

berlebihan seperti Δx = 3 S x + u

, dengan u adalah kesalahan bersistem / skala

terkecil dari alat ukur).

Kesalahan pengukuran sering kali dinyatakan dalam :

a. Kesalahan relative :

Δxx (dapat juga ditulis dalam persen)

b. Kesalahan mutlak : Δx

c. Kesalahan (relatif) terhadap literatur : |

x−x lit

x lit

|

Penulisan hasil hendaknya menggunakan angka signifikan yang benar,

angka di belakang koma dari kesalahan tidak boleh lebih dari angka di

belakang koma dari hasil rata-rata, apabila dijumpai bilangan sangat besar atau

sangat kecil hendaknya digunakan bentuk eksponen dan satuan harus selalu

dituliskan.

Tabel I. Cara Penulisan Angka Signifikan

Contoh Penulisan yang Salah Contoh Penulisan yang Benar

k = (200,1 ± 0,215)0K/detik k = (200,1 ± 0,2)0K/detik

d = (0,000002 ±

0.00000035)mm

d = (20 ± 4) x 10-7 mm

π = 22/7 π = 3,1415

F = (2700000 ± 30000) N F = (270 ± 3 ) x 104 N

3. Perambatan Kesalahan

Banyak besaran fisika yang merupakan fungsi besaran-besaran fisika

lainnya. Misalkan besaran fisika z, fungsi dari x dan y. Untuk mengetahui z,

maka besaran x dan yharus diukur terlebih dahulu. Selanjutnya ketidakpastian z

juga dapat ditentukan dengan terlebih dahulu menguraikan fungsi z = z (x,y)

menjadi deret Taylor atau diferensial di sekitar x dan y.

Contoh-contoh :

1. z = a sin x , maka Δz = a cos x Δx

5

Page 6: Modul Praktikum Fisika

2.z = 1

x, maka Δz =− 1

x2Δx

3. z = xy ,maka Δz = x Δx + y Δy

Ketidakpastian z dapat juga dihitung dengan persamaan :

Δz = √( ∂ z∂ x )

2

Δx2+( ∂ z∂ y )

2

Δy2+ .. .. . ..

Kadang-kadang dijumpai suatu besaran yang ditentukan oleh beberapa

pengukuran x, yang mempunyai derajat keakuratannya berbeda Δx i . Nilai

rata-rata besaran tersebut dapat dihitung dengan nilai rata-rata berbobot :

x=∑i=1

n

gi x i

∑i=1

n

g i

dengan faktor bobot

gi=1

( Δxi )2

Ketidakpastian dari rata-rata berbobot adalah :

Δx=√∑i=1

n

g i ( xi− x )

(n−1 )∑i=1

n

gi

5. Pembuatan Grafik Dan Regresi Linear

Hasil percobaan bila dibuat dalam bentuk angka-angka saja akan

menjemukan, untuk itu angka-angka tersebut divisualisasikan dalam bentuk

grafik atau kurva dari variabel yang dikehendaki. Pembuatan grafik

mempunyai tujuan melihat hubungan antar variabel, menghitung

konstanta/koefisien dari rumus, dan membuktikan kebenaran suatu rumus.

Untuk keperluan hal yang pertama, dapat dilakukan dengan cara ,membuat

semua titik data yang ada, kemudian kita hubungkan titik tersebut (misalnya

dengan penggaris maal) supaya didapatkan pola kurva. Sedangkan untk

6

Page 7: Modul Praktikum Fisika

keperluan kedua dan ketiga, kita usahakan agar kurva berbentuk linear y = a +

bx . Sebagai contoh, misalkan kita ingin mencari hubungan antara tekanan (P)

dan volume(V) gas pada suhu tetap. Kita kenal Hukum Boyle ; PV = konstan,

maka untuk mendapatkan garis lurus, kita gambarkan grafik P vs 1/V dan

bukan P vs V.

Kemudian untuk mendapatkan koefisien/konstanta dari suatu

percobaan, kita gunakan metode last square (kuadrat terkecil) untuk

mendapatkan regresi linear. Penurunan rumus lebih dalam dapat dilihat di

buku-buku statistik, disini hanya akan diperlihatkan hasil akhir saja.

Misalkan kita memiliki sejumlah data x1, x2, x3, …..xn (jumlah data n) yang

berhubungan secara linear dengan data-data y1, y2, y3, ….yn yang dapat

dinyatakan sebagai berikut :

y=a+bx

Harga-harga terbaik a dan b dapat dicari dengan metode kuadrat terkecil:

a=(∑ y ) (∑ x2 )−(∑ x ) (∑ xy )

n (∑ x2)−(∑ x )2

dengan kesalahan Sa = Sy √ ∑ x

i2

n∑ x i2−(∑ x i )2

b=n(∑ xy )−(∑ x ) (∑ y )

n(∑ x2)−(∑ x )2

dengan kesalahan

Sa=Sy √ n

n∑ x i2−(∑ x i)

2

Di sini :

Sy2=( 1n−2 ) [∑ y

i2−∑ x

i2 (∑ yi2)−2∑ x

i2(∑ xi y i )∑ y i+n∑ ( xy )2

n (∑ xi2)−(∑ (x i ))2 ]

Kekuatan hubungan antara x dan y dapat dihitung dari koefisien korelasi

(pembahasan lebih lengkap dapat dilihat pada sisi buku-buku statistik) :

7

Page 8: Modul Praktikum Fisika

r ( xy )=Sxy

S x S y

=∑ ( (x i− x) ( y i− y ) )

√∑ (x i− x )2∑ ( y i− y )2

atau dapat ditulis sebagai berikut :

r ( xy )=n∑ x i y i−(∑ x i ) (∑ y i )

√(n∑ xi2−(∑ x i )

2)(n∑ yi2−(∑ y i )

2)Untuk memudahkan mencari harga-harga a dan b sebaiknya dibuat tabel

dengan kolom-kolom x, y, x2 dan xy.

Soal Kompetensi :

1. Suatu teknik untuk menyatakan sifat fisis dalam sebuah bilangan sebagai hasil dari membandingkan sesuatu dengan sesuatu yang lain dengan suatu besaran baku yang diterima sebagai satuan disebut …A. MengukurB. PengukuranC. UkuranD. TakaranE. Menimbang

2. Suatu besaran X, diukur dengan menggunakan alat ukur secara berulang sebanyak lima kali dengan hasil X1, X2, X3, X4, dan X5. Maka penulisan hasil pengukuran yang harus dilaporkan adalah …

A. (X ±12

NST )satuan

B. (X ±1N √ N (∑ X i

2 )−(∑ X i )2

N−1 )satuan

C. (X ±1N √ N (∑ X i

2 )+(∑ X i )2

N−1 )satuan

D. (X ±Xmaks−Xmin

2 ) satuan

E. (X ±Xmaks+Xmin

2 )satuan

3. Hasil kali dari 2,567 x 0,023 = ……… menghasilkan …. angka berarti.A. 0,059041 ; 5 ABB. 0,05904 ; 4 ABC. 0,0590 ; 3 AB

8

Page 9: Modul Praktikum Fisika

D. 0,059 : 2 ABE. 0,06 ; 1 AB

4. Hasil pengukuran massa suatu benda dengan menggunakan neraca lengan

tiga yang memiliki Nst 0,1 gram adalah (50,0 0,05) gram. Jika nol pada skala utamanya tepat di angka 2,0 gram, maka hasil pengukuran sebenarnya adalah …A. (52,0±0,1) gramB. (50,2±0,05) gramC. (48,0±0,01) gramD. (52,0±0,05) gramE. (48,0±0,05) gram

9

Page 10: Modul Praktikum Fisika

PERCOBAAN I

PENGUKURAN

A. Standar Kompetensi

Menerapkan konsep besaran dan satuan dalam pemecahan pengukuran.

B. Kompetensi Dasar

Memahami penggunaan alat serta besarannya.

C. Indikator

1. Mahasiswa dapatmengetahui penggunan alat-alat ukur untuk pengukuran panjang, massa dan volume.

2. Mahasiwa dapatmembaca hasil pengukuran dari alat-alat ukur yang digunakan dengan tepat.

D. Tujuan Percobaan

1. Mempelajari penggunan alat-alat ukur untuk pengukuran panjang, massa dan

volume.

2. Membaca hasil pengukuran dari alat-alat ukur yang digunakan dengan tepat

3. Mempelajari penggunaan teori ralat dalam pengukuran.

E. Alat Dan Bahan

No Nama Alat / Bahan Jumlah

1 Mistar 1 buah

2 Jangka sorong 1 buah

3 Mikrometer sekrup 1 buah

4 Sferometer 1 buah

5 Neraca 1 buah

6 Bola Pejal 1 buah

7 Lensa cembung 1 buah

8 Lensa cekung 1 buah

F. Teori Dasar

Alat Ukur Panjang

1. Mistar Ukur

Mistar ukur merupakan alat ukur linear yang paling sederhana dan paling banyak

dikenal orang.Biasanya berupa pelat dari baja atau kuningan dimana pada dua sisi dari

salah satu permukaannya diberi skala (metris atau inch). Panjang dari skala ukuran mistar

adalah 150 mm-300 mm dengan pembagian dalam skala 0,5 atau 1 mm.

10

Page 11: Modul Praktikum Fisika

Pengukuran dilaksanakan dengan menempelkan mistar pada objek yang diukur

sehingga objek ukur dapat langsung dibaca pada skala mistar ukur.Kecermatan

pembacaan tidak dapat lebih dari 0,5 mm,oleh karena itu mistar tidak dapat digunakan

untuk pengukuran dengan kecermatan yang tinggi.

Cm 0 1 2

Gambar 1.1 Mistar ukur dengan ketelitian 0,1 cm

2. Jangka Sorong

Jangka Sorong adalah alat ukur besaran panjang yang mempunyai dua skala,yaitu

skala utama dan skala nonius.

Jangka sorong dapat dipakai untuk mengukur :

- Bagian luar dari suatu benda

- Bagian dalam suatu benda (benda berongga)

- Kedalaman suatu benda.

Kecermatan pembacaan bergantung dari skala noniusnya dalam hal ini adalah 0;

10; 0,05; atau 0,02 mm. Hal yang harus diperhatikan sewaktu menggunakan jangka

sorong adalah :

- Rahang ukur gerak (peluncur) harus dapat meluncur pada batang ukur dengan

baik tanpa bergoyang.

- Memeriksa kedudukan nol serta kesejajaran dari permukaan kedua rahang.

- Benda ukur sedapat mungkin jangan diukur hanya dengan menggunakan ujung

dari rahang ukur(harus agak ke dalam).

- Tekanan pengukuran jangan terlampau kuat sehingga memungkinkan

pembengkokan rahang ukur ataupun lidah ukur kedalaman.

- Pembacaan skala nonius dilakukan setelah jangka sorong diangkat dari objek

ukur dengan hati-hati (setelah peluncur dimatikan).Memiringkan jangka

sorong sehingga bidang skala nonius hampir sejajar dengan bidang

pandangan,dengan demikian mempermudah penentuan garis nonius yang

menjadi segaris dengan skala garis skala utama.

11

Page 12: Modul Praktikum Fisika

Gambar 1. Jangka sorong

3. Mikrometer Sekrup

Mikrometer merupakan alat ukur linier yang mempunyai kecermatan yang lebih

baik daripada jangka sorong. Pada umumnya mempunyai kecermatan sampai 0,01

mm,jadi sebenarnya tidak dapat mengukur sampai kecermatan 1 mikrometer (meski nama

alat ini mikrometer).Kadang ada juga yang dibuat dengan kecermatan 0,05 mm dan

bahkan 0,002 mm.

Sebuah mikrometer sekrup terdiri dari dua bagian yaitu bagian tetap dan bagian

yang dapat diputar (selubung luar).Sama halnya dengan jangka sorong mikrometer sekrup

memiliki dua skala yaitu skala utama yang terdapat pada bagian tetap dan skala nonius

yang terletak pada bagian yang dapat diputar.

Bagian-bagian micrometer sekrup

Rahang atas, Rahang geser.

Kunci

Skala tetap atau skala utama.

Skala putar, Pemutar.

Gambar 2. Mikrometer sekrup

12

Page 13: Modul Praktikum Fisika

Fungsi mikrometer sekrup antara lain :

- Mengukur ketebalan diameter luar suatu logam,kawat dan sebagainya

- Mengukur ketebalan dari suatu material misalnya: buku,kertas,kotak kecil dan

sebagainya

- Mengukur panjang suatu bagian yang tidak terlalu besar

- Mengukur jarak dua titik yang sangat dekat.

4. Sferometer

Sferometer adalah alat yang digunakan untuk menentukan kelengkungan suatu

benda yang berbentuk bagian dari bola, seperti cermin/lensa baik cekung maupun

cembung. Sferometer mempunyai dua skala yaitu skala utama dan skala nonius. Skala

utama berdiri tegak dimana skala nol tepat berada di tengah. Sferometer memiliki

ketelitian 0.01 mm.

Untuk menentukan jari-jari kelengkungan lensa baik cembung maupun cekung

adalah dengan menggunakan persamaan dibawah ini :

R=a2+ l2

2 a(1.1)

Dengan : R = Jari-jari kelengkungan lensa

a = Hasil pengukuran

l = Jarak antara kaki sferometer

Gambar 3. Sferometer

5. Kerapatan (Massa jenis)

Berbagai metode digunakan untuk menentukan massa jenis suatu benda yang

bergantung pada bentuk dan homogenitas dari benda tersebut .

ρ=mV

(1.2) ,dengan m = massa,dan V = volume benda yang diukur.

Massa dan volume dari benda uji biasanya diukur terpisah, kemudian digunakan

persamaan diatas untuk menghitung massa jenisnya. Volume benda uji ditentukan secara

geometri untuk benda yang sederhana, dapat juga diukur dengan mencelupkan benda

tersebut ke dalam zat cair, kemudian diukur volume zat cair yang dipindahkan.

13

Page 14: Modul Praktikum Fisika

Alat Ukur Massa

1. Neraca tiga lengan

Neraca tiga lengan adalah alat ukur massa yang memiliki tiga lengan berupa

batangan satuan, puluhan, dan batangan ratusan diantara batangan satuan dan puluhan.

Nilai skala terkecil Alat ukur ini adalah : 0,1 gr. Benda diletakkan pada piringan neraca

untuk kemudian diukur massanya.

Gambar 4. Neraca Tiga Lengan

G. Tugas Sebelum Percobaan

1. Berapa skala terkecil dari masing-masing alat ukur yang ada ketahui?

2. Tuliskan Fungsi dari bagian-bagian mikrometer sekrup!

3. Tentukan ketidakpastian (a) untuk a = x . y

2 z !

4. Berapakah hasil pengukuran dengan alat bantu nonius seperti ditunjukkan oleh

gambar berikut :

Gambar 5. Pengukuran dengan jangka sorong

5. Buktikan persamaan R=a2+ l2

2 a dengan menggunakan analisa geometri !

H. Prosedur Percobaan

Pengukuran Panjang

a. Mistar

14

Page 15: Modul Praktikum Fisika

1) Memeriksa mistar yang telah disediakan apakah titik nol pada mistar sudah tepat atau

tidak.

2) Menentukan nilai skala terkecil dari mistar tersebut

3) Mengukur panjang dan lebar meja praktikum masing-masing sebanyak kali untuk

ditentukan luasnya.

4) Menuangkannya dalam bentuk tabel berikut :

Tabel 1.1 Panjang dan Lebar Meja Praktikum

No.Panjang Meja

( p ± p ) cm

Lebar meja

( l ± l ) cm

1.

2.

3.

b. Jangka Sorong

1) Memeriksa apakah skala nol utama berimpit dengan skala nol pada skala nonius.Jika

tidak,maka pergeserannya dicatat.

2) Mengukur diameter dalam,luar,serta kedalaman tabung.

3) Mencatat skala utama yang terlihat berdekatan dengan angka nol pada skala nonius.

4) Mencatat garis nonius yang tepat berimpit dengan garis pada skala utama

5) Membaca dan mencatat hasil pengukuran sebanyak 3 kali

Tabel 1.2 diameter dalam tabung (d1):

No SU ( cm ) SN ( cm ) HP : ( d1 ± d1 )

1.

2.

3.

Tabel1.3 diameter luar tabung (d2) :

No SU ( cm ) SN ( cm ) HP : ( d2 ± d2 )

1.

2.

3.

Tabel 1.4 kedalaman tabung (t) :

No SU ( cm ) SN ( cm ) HP : ( t ± t )

15

Page 16: Modul Praktikum Fisika

1.

2.

3.

c. Mikrometer Sekrup

1) Memeriksa titik nol mikrometer skrup

2) Meletakkan bola pejal diantara spindel dengan landasan

3) Memutar rached hingga berbunyi “klik” tiga kali.

4) Membaca dan mencatat hasil pengukuran bola pejal.

5) Mengulangi pengukuran sebanyak 3 kali

6) Mengulangi prosedur 1 – 5 untuk pengukuran ketebalan kertas

Tabel 1.5 pengukuran diameter bola pejal d :

No SU ( cm ) SN ( cm ) HP : ( d ± d )

1.

2.

3.

Tabel 1.6 pengukuran ketebalan :

No SU ( cm ) SN ( cm ) HP : ( x ± x )

1.

2.

3.

d. Sferometer

1) Sferometer didirikan diatas bidang datar hingga keempat kaki dari sferometer

bersinggungan dengan bidang datar

2) Memeriksa apakah skala nol dari skala utama tepat menjadi pelurus dari skala nol dari

skala nonius

3) Memindahkan sferometer tersebut pada permukaan lensa cekung dan cembung untuk

ditentukan jarak cekung dan cembungnya,dengan kaki sferometer harus

bersinggungan dengan permukaan lensa

4) Membaca dan mencatat hasil pengukuran

5) Mengulangi pengukuran lensa sebanyak 3 kali16

Page 17: Modul Praktikum Fisika

6) Menentukan jari-jari kelengkungan lensa.

Tabel 1.7 pengukuran jarak kelengkungan lensa cekung (a) :

No SU ( cm ) SN ( cm ) HP : ( a ± a )

1.

2.

3.

Tabel 1.8 pengukuran jarak kelengkungan lensa cembung (h) :

No SU ( cm ) SN ( cm ) HP : ( a ± a )

1.

2.

3.

Pengukuran Massa

a. Neraca Tiga Lengan

1) Memeriksa lebih dahulu apakah jarum berayun dari neraca yang dipakai menunjukan

skala nol. Jika tidak,mencatat pergeseran tersebut.

2) Meletakkan bola pejal pada piringan neraca.

3) Membaca dan mencatat massa dari bola pejal yang akan ditentukan massa jenisnya.

4) Mengulangi pengukuran sebanyak 3 kali.

5) Memasukkan data pada tabel data hasil pengamatan

Tabel 1.9 pengukuran massa bola pejal :

No HP : ( m ± m ) gram

1.

2.

3.

I. Tugas Setelah Percobaan

1. Setelah melakukan praktikum maka hitunglah luas meja praktikum!

2. Hitunglah volume tabung, volume bola, massa jenis bola serta jari-jari

kelengkungan lensa baik lensa cekung maupun lensa cembung!

3. Dari alat yang digunakan manakah yang paling teliti? Jelaskan!

17

Page 18: Modul Praktikum Fisika

4. Anda ingin mengukur sekeping papan (ukurannya ± 25 mm). Jika anda

menghendaki ketelitin pengukuran 99%, dapatkah anda menggunakan mistar atau

jangka sorong? Berikan alasanmu!

5. Berapakah perbandingan ketelitian mikrometer sekrup dengan jangka sorong

yanfg memiliki nonius 10,20, 50?

6. Berapakah perbandingan ketelitian mistar dengan sferometer ?

18

Page 19: Modul Praktikum Fisika

PERCOBAAN II

VEKTOR GAYA OLEH DUA KATROL

A. Standar Kompetensi

Mengaplikasikan konsep vektor dalam suatu sistem kesetimbangan.

B. Kompetensi Dasar

Menganalisis gaya-gaya yang bekerja pada satu titik.

C. Indikator

1. Mahasiswa dapat menentukan gaya-gaya yang bekerja dalam keadaan setimbang.

2. Mahasiswa dapat menentukan besar sudut antara dua vektor.

3. Mahasiswa dapat menentukan penyelesaian masalah dengan menggunakan sifat-

sifat dan operasi perkalian skalar dua vektor.

D. Tujuan Percobaan

1. Mengetahui gaya-gaya dalam keadaan setimbang dan mampu menjelaskan hukum

Newton I.

2. Membuktikan prinsip-prinsip gaya berat dalam keadaan serimbang.

3. Menentukan resultan gaya dalam keadaan setimbang.

E. Alat Dan Bahan :

No Nama Alat/Bahan Jumlah

1 Statip 1 set

2 Katrol 2 buah

3 Penggantung beban 3 buah

4 Busur 1 buah

5 Berbagai massa Secukupnya

6 Tali Secukupnya

F. Dasar Teori

Vektor Gaya

Gaya secara intuisi, didefinisikan sebagai dorongan atau tarikan terhadap suatu

benda. Dalam kehidupan sehari-hari penerapan konsep tersebut antara lain seperti

19

Page 20: Modul Praktikum Fisika

mendorong mobil yang sedang mogok, memukul paku dengan martil, batu jatuh karena

gaya gravitasi, dan lain sebagainya. Gaya tidak selalu menyebabkan gerak. Misalnya,

mendorong tembok dengan sekuat tenaga, namun tembok yang didorong tetap tidak

bergerak. Gaya merupakan besaran vektor. Alat untuk mengukur besar (kekuatan) gaya

adalah neraca pegas.

Gambar 6. Contoh vektor gaya

Vektor Resultan

Sejumlah gaya yang bekerja pada suatu struktur dapat direduksi menjadi satu

resultan gaya, maka konsep ini dapat membantu di dalammenyederhanakan

permasalahan.Menghitung resultan gaya tergantung dari jumlah dan arah dari gaya-

gayatersebut.

Beberapa cara/metode untuk menghitung/mencari resultan gaya, yaituantara lain :

1. Metode penjumlahan dan pengurangan vektor gaya.

2. Metode segitiga dan segi-banyak vektor gaya.

3. Metode proyeksi vektor gaya.

1. Metode penjumlahan dan pengurangan vektor gaya

Metode ini menggunakan konsep bahwa dua gaya atau lebih yangterdapat pada

garis kerja gaya yang sama (segaris) dapat langsungdijumlahkan (jira arah sama/searah)

atau dikurangkan (jika arahnyaberlawanan).

Gambar 7. Penjumlahan vektor searah dan segaris menjadi resultan gaya R

2. Metode segitiga dan segi-banyak vektor gaya

20

Page 21: Modul Praktikum Fisika

Metode ini menggunakan konsep, jika gaya-gaya yang bekerja tidaksegaris, maka

dapat digunakan cara Paralellogram dan Segitiga Gaya.Metode tersebut cocok jika gaya-

gayanya tidak banyak.

Gambar 8. Resultan dua vektor gaya yang tidak segaris

Namun jika terdapat lebih dari dua gaya, maka harus disusun suatu

segibanyak(poligon) gaya. Gaya-gaya kemudian disusun secara berturutan,mengikuti arah

jarum jam.

Gambar 9. Resultan dari beberapa vektor gaya yang tidak searah

Jika telah terbentuk segi-banyak tertutup, maka penyelesaiannya adalahtidak ada

resultan gaya atau resultan gaya sama dengan nol.Namun jika terbentuk segi-banyak tidak

tertutup, maka garis penutupnyaadalah resultan gaya.

3. Metode proyeksi vektor gaya

Metode proyeksi menggunakan konsep bahwa proyeksi resultan dari duabuah

vektor gaya pada setiap sumbu adalah sama dengan jumlah aljabarproyeksi masing-

masing komponennya pada sumbu yang sama. Sebagaicontoh dapat dilihat pada gambar

dibawah.

21

Page 22: Modul Praktikum Fisika

Gambar 10. proyeksi vektor gaya

3.1 Proyeksi Sumbu

X1dan X adalah masing-masing proyeksi gaya F1dan R terhadap sumbux.

sedangkan Y1dan Y adalah masing-masing proyeksi gaya F1dan Rterhadap sumbu y.

dimana : X 1=F1 xcos α1 ; X=R x cosα : maka X=∑ X 1

Y 1=F1 x sin α1 ; X=Rx sin α :makaY =∑ Y 1

Dengan demikian metode tersebut sebenarnya tidak terbatas untuk duabuah vektor

gaya, tetapi bisa lebih.Jika hanya diketahui vektor-vektor gaya dan akan dicari resultan

gaya,maka dengan mengetahui jumlah kumulatif dari komponen proyeksisumbu, yaitu X

dan Y, maka dengan rumus pitagoras dapat dicari nilairesultan gaya (R).

dimana R=√ X2+Y 2 dan α=arc tanXY

(2.1)

4. Keseimbangan

Suatu benda akan berada dalam keadaan setimbang apabila besarnya aksi sama

dengan reaksi. Dengan kata lain, gaya yang menyebabkan benda dalam keadaan

kesetimbangan, ialah gaya aksi sama dengan gaya reaksi. Gaya aksi merupakan gaya luar,

sedangkan gaya reaksi merupakan gaya dalam. Gaya reaksi merupakan gaya tumpuan,

maka reaksi tumpuan adalah besarnya gaya dalam yang dilakukan oleh tumpuan untuk

mengimbangi gaya luar agar benda dalam kesetimbangan. Oleh karena itu, besarnya gaya

reaksi sama dengan jumlah gaya luar yang bekerja (membebani) suatu konstruksi.

4.1 Keseimbangan Statis

Jika struktur tidak dikenai gaya, struktur tersebut dapat dikatakandalam keadaan

diam.

22

Page 23: Modul Praktikum Fisika

Gambar 11 (a) Struktur tidak dikenai gaya, (b) struktur diam

Jika struktur dikenaisebuah atau sekelompokgaya yang mempunyairesultan,

struktur akanbergerak (mengalamipercepatan) yangdisebabkan oleh gayagayatersebut.

Arah darigerakannya sama dengandengan garis kerja sebuahgaya atau resultan

darisekelompok gaya tersebut.Besarnya percepatantegantung dari hubunganantara massa

strukturdengan besarnya gaya.

Gambar 12 (a) translasi, (b) Rotasi/overturning/terguling

Gambar 13. Struktur dikenai dua gaya yang mempunyai resultan

Secara Grafis :

G. Tugas Sebelum Percobaan

1. Sebutkan dan gaya apa saja yang saudara ketahui!

2. Kapan kita pergunakan hukum Newton I, II dan III?

3. Apa syarat dari kesetimbangan?

23

(a) (b)

(a) (b)

Page 24: Modul Praktikum Fisika

(

W1 W3

(α β

W2

γ

H. Prosedur Percobaan

1. Hubungkan tali diantara dua katrol, dengan masing-masing ujung tali dikaitkan

dengan penggantung beban seperti pada gambar.

2. Letakkan beberapa beban pada penggantung beban yaitu W1 dan W2. (terlebih dahulu

timbang m1, m2).

3. Berilah anak timbangan pada pengait yang tengah antara dua katrol dengan beban W3

sehingga kondisi sistem seimbang.

Gambar 14.Percobaan vektor gaya oleh 2 katrol

4. Catat harga W1, W2, W3.

5. Dengan busur derajat mendatar, catat sudut yang dibentuk oleh kedua tali karena

beban W2, misal sudut α sudut β dan γ.

6. Ulangi percobaan dengan mengubah harga beban W3 (variasikan 3 kali pada posisi

setimbang).

7. Isilah dalam bentuk tabel pengamatan

Tabel Pengamatan 2.1

Percobaan (W1+ΔW)N (W2+ΔW)N (W3+ΔW)N (90 + )0 (90 + β)0 γ0

Setimbang I

Setimbang II

Setimbang III

I. Tugas Setelah Percobaan

1. Apakah sebuah vektor dapat diuraikan kearah sumbu-sumbunya?

24

Page 25: Modul Praktikum Fisika

2. Apakah sebuah katrol yang licin sempurna tidak merubah besar gaya tetapi dapat

merubah arah gaya?

3. Mengapa harga tegangan tali satu T1 sama dengan berat W1 dan mengapa tegangan

tali dua T2 sama dengan berat W2?

4. Jumlahkan harga T1sinα + T2sinβ

5. Bandingkan harga W2 dengan T1γ + T2γ.

6. Carilah harga

7. Bandingkan harga T1γ + T2γ atau W2 dengan R.

8. Buatlah tabel data untuk mencatat data, perhitungan, analisa dan penyimpulan.

9. Apakah harga sama dengan harga T1γ + T2γ dan

sama dengan harga W3?

10. Dapatkah dinyatakan bahwa bila dua vektor T1 dan T2 membentuk sudut γ harga

resultannya?

25

Page 26: Modul Praktikum Fisika

26

Page 27: Modul Praktikum Fisika

PERCOBAAN III

AIR TRACK

A. Standar Kompetensi

Memecahkan persoalan Kinematika dengan Hukum II Newton.

B. Kompetensi Dasar

Mengaplikasikan dan menguji hukum II Newton pada percobaan.

C. Indikator

1. Mahasiswa dapat merangkai percobaan dengan baik.

2. Mahasiswa mampu mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi gaya-gaya yang

terjadi.

D. Tujuan Percobaan

1. Menentukan percepatan gerak benda pada “Air Track”.

2. Memplot grafik antara gaya (F) dengan percepatan (a) pada gerak benda pada “Air

Track”.

3. Menentukan massa inersia (mI) dari grafik dan membandingkannya dengan massa

sistem.

E. Alat dan Bahan

No Nama Alat dan Bahan Jumlah

1 Air Track 1 set

2 Air Blower untuk Air Track 1 buah

3 Scaler Counter 1 buah

4 Troley untuk Air Track 1 buah

5 Set beban bercelah Secukupnya

6 Penggantung beban bercelah 1 buah

7 Kabel Penghubung dan gerbang Secukupnya

8 Benang 1 meter

9 Neraca lengan tiga 1 buah

10 Water pass 1 buah

F. Dasar Teori

Hukum II Newton

Hukum II Newton membicarakan hubungan antara gaya yang bekerja pada

sebuah benda dan percepatan yang ditimbulkan oleh gaya tersebut. Gaya merupakan

27

Page 28: Modul Praktikum Fisika

sesuatu yang hanya dapat diketahui jika dilihat pengaruhnya terhadap suatu benda. Air

track adalah salah satu peralatan yang digunakan untuk menentukan Hukum II Newton

tersebut, dimana pengaruh lintasan pada gerak benda dapat diminimalkan sehingga dapat

diabaikan. Dalam percobaan ini, air track merupakan lintasan massa peluncur/glider.

Pada air track terdapat lubang-lubang sebagai lintasan udara yang berfungsi sebagai

pengurang gesekan yang terjadi.

Dalam hal ini, hanya ditinjau pengaruh gaya terhadap gerak benda. Untuk melihat

pengaruh itu, dapat dilakukan pengamatan sebagai berikut:

Kereta dinamika (trolley) yang diberi beban melewati katrol (seperti pada gambar

berikut ini) akan bergerak lurus dipercepat (GLBB). Menurut teori fisika akan berlaku

persamaan :

F = m.a

untuk gerak sistem benda tersebut . Pernyataan ini dinamakan sebagai Hukum II

Newton.

Dimana: F = besar gaya yang dialami oleh benda (N)

m = massa benda (kg)

a = percepatan yang dialami benda (m/s2)

Percepatan yang timbul pada sebuah benda karena pengaruh gaya yang bekerja

pada benda, besarnya berbanding lurus dengan gaya yang mempengaruhi benda dan

berbanding terbalik dengan massa benda. Sehingga dapat dituliskan :

a= Fm

Massa sistem yang bergerak adalah m = m1 + m2

Gambar 15. Kit percobaan air track

28

Page 29: Modul Praktikum Fisika

m1

m2

Gambar 16. Sketsa percobaan

Gaya (F) yang menyebabkan troley bergerak dipercepat adalah gaya berat m2

yang setara dengan m2.g, dimana g adalah besar percepatan gravitasi.

Misalkan m2 terdiri dari 4 buah massa yang terpisah (m3, m4, m5 dan m6),

sehingga m2 = m3 + m4 + m5 + m6. Jika m6 diambil dari m2 dan ditambah ke m1, maka

gaya (F) yang mempengaruhi gerak system massa m akan semakin kecil padahal massa

total system tetap tidak berubah. Percobaan dengan memvariasikan besar massa m2 dapat

dilakukan karena massa m2 merupakan gabungan dari beberapa massa. Mengubah besar

massa m2 berarti mengubah besar gaya yang bekerja pada sistem troley yang bergerak

yang selanjutnya akan mengubah besar percepatan gerak benda. Mekanisme seperti ini

digunakan dalam percobaan “Menguji Hukum II Newton dengan menggunakan Air

Track”. Perlu diperhatikan bahwa massa sistem yang bergerak harus dibuat tidak berubah

(konstan) agar data percobaan dapat diolah secara tepat.

Percepatan gerak troley ditentukan dengan menggunakan persamaan GLBB:

s = v0t ½ at2

Dengan mengingat bahwa kecepatan awal (v0) adalah nol (0), maka besar

percepatan adalah:

a = 2s/t2

G. Tugas Sebelum Percobaan

1. Jelaskan kenapa landasan air track harus dibuat sedatar mungkin dengan

menggunakan water pass!

2. Tuliskan persamaan untuk menentukan besar percepatan gerak jika waktu tempuh

GLBB diketahui!

29

Page 30: Modul Praktikum Fisika

H. Prosedur Percobaan

1. Pastikan landasan Air Track tepat horizontal dengan menggunakan water pass

2. Timbang massa trolley dan massa penggantung beban bercelah dengan

menggunakan neraca.

3. Catat massa beban bercelah.

4. Hubungkan terminal start timer dengan sistem saklar yang dipasang pada awal

lintasan dan terminal stop timer dengan sistem saklar yang dipasang pada jarak 80

cm.

5. Hidupkan air blower dan catat waktu yang tertera pada scaler conter setelah sistem

selesai. Ulangi prosedur ini hingga mendapatkan tiga data.

6. Variasikan massa yaitu dengan menambah massa trolley dan massa penggantung

beban sesuai tabel pengamatan.

7. Catat hasil percobaan dalam tabel pengamatan.

Tabel 3.1 Pengamatan percobaan

Massa sistem = ……….. kg

Panjang lintasan = ……….. m

No m1m (gr) m2m (gr) t t (s)

1 m + 0 m + 20

2 m + 5 m + 15

3 m + 10 m + 10

4 m + 15 m + 5

Keterangan:

m1 = Massa trolley + massa beban bercelah

m2 = massa penggantung +massa beban bercelah

t = waktu yang ditunjukkan oleh scaler counter

Tabel 3.2 Hasil Percobaan

No msms (gr) F F (gr) t t (s) a a (m/s2)

1

2

3

4

Ket:

ms = m1 + m2

I. Tugas Setelah Percobaan30

Page 31: Modul Praktikum Fisika

1. Tentukan percepatan gerak benda pada “Air Track”!

2. Plotlah grafik antara gaya (F) dengan percepatan (a) pada gerak benda pada “Air

Track”?

3. Tentukan massa Inersia (mI) dari grafik yang telah dibuat berdasarkan percobaan?

4. Bandingkanlah massa Inersia dengan massa yang diukur dengan menggunakan

neraca?

PERCOBAAN IV

31

Page 32: Modul Praktikum Fisika

GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN

A. Standar Kompetensi

Mengaplikasikan konsep Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) pada percobaan

sederhana.

B. Kompetensi Dasar

Merangkai kegiatan percobaan untuk menentukan percepatan pada ticker timer

C. Indikator

1. Mahasiswa dapat merangkai percobaan GLBB sederhana.

2. Mahasiswa mampu mengetahui pengaruh bentuk lintasan terhadapa percepatan.

D. Tujuan Percobaan

1. Menyelidiki gerak lurus berubah beraturan dipercepat dengan ticker timer dengan

pengaruh sudut.

2. Mampu memplot grafik hubungan antara kecepatan dan waktu.

E. Alat dan bahan :

No Nama Alat dan bahan Jumlah

1. Pengetik atau Ticker Timer 1 Set

2. Kereta dinamika 1 buah

3. Busur 1 Buah

4. Pita kertas putih Secukupnya

5. Lintasan 1 set

6. Power suply 1 set

F. Dasar Teori

Konsepsi Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak benda dalam lintasan garis lurus

dengan percepatan tetap. Jadi, ciri utama GLBB adalah bahwa dari waktu ke waktu

kecepatan benda berubah, semakin lama semakin cepat. Dengan kata lain gerak benda

dipercepat. Namun demikian, GLBB juga dapat berarti bahwa dari waktu ke waktu

kecepatan benda berubah, semakin lambat hingga akhirnya berhenti. Dalam hal ini benda

mengalami perlambatan tetap. Dalam modul ini, kita tidak menggunakan istilah

perlambatan untuk gerak benda diperlambat. Kita tetap saja menamakannya percepatan,

hanya saja nilainya negatif. Jadi perlambatan sama dengan percepatan negatif.

Ciri-ciri benda GLBB adalah:

32

Page 33: Modul Praktikum Fisika

1. Perpindahan tiap selang waktunya berubah secara berurutan

2. Kecepatannya berubah secara beraturan

3. Percepatannya tetap

Kecepatan menjelaskan kelajuan benda beserta arahnya sedangkan percepatan

menjelaskan bagaimana kecepatan itu berubah terhadap waktu.

Ticker timer atau mengetik waktu biasa digunakan di laboratorium fisika untuk

menyelidiki gerak suatu benda

G. Tugas Sebelum Percobaan

1. Jelaskan pengertian gerak lurus berubah beraturan!

2. Tuliskan persamaan untuk menemukan kecepatan akhir sebuah benda yang mengalami

percepatan tetap pada jarak tertentu.

3. Sebutkan beberapa aplikasi dalam kehidupan sehari-hari yang berhubungan dengan

GLBB & GLB!

H. Prosedur Percobaan

1. Memasang bidang miring diatas meja. Kemiringan dibuat degan sudut kemiringan

kecil sekitar 150.

2. Memasang pengetik diatas bidang miring.

3. Memasang kereta dinamika berbeban yang dihubungkan dengan pita kertas putih

lewat karbon pengetik pada bidang miring. Lihat gambar dibawah ini

33

Gambar 17. ticker timer

Page 34: Modul Praktikum Fisika

Gambar 18. Percobaan Ticker Timer

4. Memegang kereta dinamika supaya tidak bergerak.

5. Melepaskan kereta dinamika dan biarkan bergerak turun sepanjang bidang miring

sambil menarik pita ketik.

6. Dari pita ketik yang dihasilkan, memberi tanda untuk setiap garis ketikan.

Gambar 19. Rekaman gerak benda pada ticker timer

7. Memotong pita ketikan sesuai dengan tanda yang diberikan

8. Mengulangi prosedur 1-7 untuk sudut 200, 250.

9. Menempatkan potongan-potongan pita ketikan tersebut secara berurutan, hingga

diperoleh diagram batang.

Tabel 4.1 Hasil pengamatan

Sudut Jumlah Dot (n)

150

200

250

I. Tugas Setelah Percobaan

1. Gerak apa yang dihasilkan pada percobaan yang anda lakukan?Jelaskan!

2. Bagaimana bentuk grafik yang dihasilkan percobaan untuk ∆V dan ∆t?

34

Page 35: Modul Praktikum Fisika

PERCOBAAN V

USAHA DAN ENERGI

A. Standard Kompetensi

Menganalisis gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika benda titik.

B. Kompetensi Dasar

Menganalisis hubungan antara usaha, perubahan energi dengan hukum kekekalan

energi mekanik

C. Indikator

1. Mahasiswa dapat memahami usaha pada bidang miring.

2. Mahasiswa dapat menjelaskan gaya mekanis pada bidang miring.

D. Tujuan Percobaan

1. Menentukan besar usaha yang dilakukan pada satu bidang miring

2. Menentukan besar energi potensial yang bekerja pada percobaan

E. Alat dan Bahan

No

.Nama Alat dan Bahan Jumlah

1 Dasar statif 1 buah

2 Batang statif panjang 1 buah

3 Jepit penahan 1 buah

4 Balok penahan 1 buah

5 Katrol kecil (Ǿ 50 mm) 2 buah

6 Steker perangkai 1 buah

7 Bidang miring 1 buah

F. Dasar Teori

Kata “usaha” atau “kerja” memiliki berbagai arti dalam percakapan sehari-hari.

Namun dalam fisika, usaha memiliki arti khusus, untuk memaparkan bagaimana

dikerahkannya gaya pada benda, hingga benda berpindah. Usaha ( W ) terjadi bila sebuah

gaya bekerja pada suatu benda dan dapat mengatasi hambatan yang ada sehingga benda

tersebut berpindah tempat atau kecepatannya berubah.

Secara matematis, usaha yang dilakukan oleh gaya yang konstan didefinisikan

sebagai hasil kali perpindahan dengan gaya yang sejajar dengan perpindahan.

35

Page 36: Modul Praktikum Fisika

Gambar 20. Perpindahan pada balok

Persamaan matematisnya adalah :

W = F s

F adalah gaya yang sejajar dengan perpindahan dan s adalah perpindahan.

Apabila gaya konstan tidak searah dengan perpindahan, sebagaimana tampak pada

gambar di bawah, maka usaha yang dilakukan oleh gaya pada benda didefinisikan sebagai

perkalian antara perpindahan dengan komponen gaya yang searah dengan perpindahan.

Komponen gaya yang searah dengan perpindahan adalah F cos .

Gambar 21. Gaya konstan tidak searah dengan perpindahan

Secara matematis dirumuskan sebagai berikut :

G. Tugas Sebelum Percobaan

1. Jelaskan pengetian usaha di dalam fisika ?

2. Tuliskan satuan usaha dalam SI dan CGS beserta dimensinya ?

3. Tuliskan perbedaan usaha dan gaya ?

H. Prosedur Percobaan

1. Rakit statif sesuai gambar

Gambar 22. Sistem percobaan Usaha dan energi

36

Page 37: Modul Praktikum Fisika

2. Rakit bidang miring pada balok penahan menggunakan jepit penahan.

3. Tentukan berat kedua katrol + seteker perangkai ( w = mg).catat hasil pengamatan

pada tabel.

4. Kaitkan katrol pada dinamometer dan taruh diatas bidang miring.

5. Atur ketinggian bidang miring (mulai dari h=30 cm).

6. Amati gaya yang terjadi (FR) pada dinamometer dan catat hasilnya pada tabel.

7. Lepaskan dinamometer dari katrol dan taruh katrol diatas bidang miring yang

paling atas (ketinggian diatas bidang horizontal h = 30 cm). Lepaskan katrol agar

menggelincir pada bidang miring hingga sampai pada bidang horizontal ( di titik B

pada gambar 2). Usaha yang dilakukan gaya FR= FR .l (l = panjang bidang miring =

100 cm ).

8. Isikan nilai usaha = FR .l pada tabel pengamatan dan lengkapi pula harga w.h.

9. Ulangi langkah 4 sampai 8 dengan mengubah ketinggian (h) bidang miring sesuai

table di bawah.

10. Ulangi langkah 3 sampai 9 setelah menambah dua beban pada katrol.

Gambar 23. Sistem pada percobaan

Tabel pengamatan 5.1 Tanpa tambahan beban.

Tinggi h (m) w (N) w.h(Joule) FR(N) Usaha=FR . l(Joule)

0,3

0,4

0,5

Tabel pengamatan 5.2 Dengan tambahan beban.

Tinggi h (m) w (N) w.h(Joule) FR(N) Usaha=FR . l(Joule)

0,3

0,4

0,5

37

Page 38: Modul Praktikum Fisika

I. Tugas Setelah Percobaan

1. Tuliskan faktor apa saja yang mempengaruhi besar usaha pada percobaan ini ?

2. Adakah perbedaan antara nilai usaha yang didapat dari rumus w.h dan FR.l ?

3. Tuliskan kesimpulan dari percobaan ini ?

38

Page 39: Modul Praktikum Fisika

PERCOBAAN VI

MOMEN INERSIA

A. Standar Kompetensi

Menerapkan konsep dan prinsip gerak translasi, rotasi, dan kesetimbangan benda tegar

dalam menyelesaikan masalah.

B. Kompetensi Dasar

Menguasai konsep dan menghitung gerak translasi, rotasi, kesetimbangan benda

tegar.

C. Indikator

1. Mahasiswa memahami dan dapat menghitung gerak translasi dan rotasi benda tegar

2. Mahasiswa dapat menghitung kesetimbangan benda tegar

D. Tujuan Percobaan

1. Memahami peran momen inersia pada gerak rotasi benda tegar.

2. Menentukan momen inersia dari benda tegar.

3. Menentukan konstanta puntir K dari kawat logam.

4. Menentukan modulus geser dari kawat logam.

E. Alat dan Bahan

No

.

Nama Alat dan Bahan Jumlah

1 Mistar 1 buah

2 Mikrometer 1 buah

3 Stopwatch 1 buah

4 Kawat logam (100 cm dan 50 cm) 1 buah

5 Lempeng besi 1 buah

6 Silinder pejal 1 buah

7 Statif dan penjepit 1 buah

8 Jangka sorong 1 buah

9 Neraca 1 buah

F. Teori Dasar

Dalam proses rotasi benda tegar, setelah pada benda diberikan gaya

yangmenyebabkan banda dapat berotasi. Sebenarnya benda tegar tersebut akan berusaha

untuk mempertahankan keadaan awalnya untuk tetap diam. Pada suatu benda, sifat

39

Page 40: Modul Praktikum Fisika

kelembaman (kemalasan) yang selalu mengusahakan benda tersebut untuk

mempertahankan keadaan semulanya dinamakan momen inersia.

Jika suatu benda tegar mengalami gerak translasi murni besaran massa dari benda

yang berperan, tetapi jika benda tersebut mengalami gerak rotasi murni maka peranan

massa benda digantikan oleh momen inersia benda tersebut terhadap sumbu rotasinya.

Menentukan momen inersia secara statis

Untuk menentukan momem inersia dari keping logam berbentuk segi empat secara

statis, dapat dilakukan dengan cara mengukur panjang, lebar, dan tebal dari keeping dan

juga menimbang massanya. Jika panjang keeping a, lebar b, tebal c, dan massanya M

(seperti pada gambar), momen inersia keping terhadap sumbu rotasi melalui pusat massa

yang sejajar tebal c adalah:

I c =

M ( a2+b2)12

Dapat dibuktikan pula bahwa momen inersia keping terhadap sumbu rotasi melalui

pusat massa yang sejajar dengan panjang a adalah:

I a =

M (b2+c2 )12

Terhadap sumbu rotasi melalui pusat massa dan sejajar lebar b, momen inersianya

adalah:

I b =

M ( a2+c2 )12

Mmomen inersia keping lingkaran/silinder pejal terhadap sumbu rotasi yang berimpit

dengan sumbu silinder (seperti pada gambar) adalah:

I s=

12 MR2

M adalah massa silinder dan R adalah jari-jari silinder. Jadi secara statis momen

inersia silinder dapat ditentukan jika massa dan jari-jari silinder diketahui.

Momen inersia batang yang berbentuk silinder terhadap sumbu rotasi yang sejajar

dengan diameter silinder adalah:

I d = M( L2

12+ R2

4 )

40

Page 41: Modul Praktikum Fisika

M adalah massa, R adalah jari-jari silinder dan L adalah panjang silinder. Jadi secara

statis momen inersianya dapat ditanyakan jika M, R, L diketahui.

Menentukan momen inersia secara dinamis

Momen inersia benda juga dapat ditentukan secara dinamis, yaitu dengan

menggantungkan benda pada kawat, dan ujung kawat yang lain dieratkan pada statif

seperti pada gambar di bawah.

Jika benda diberi sedikit simpangan dari posisi setimbangnya dengan cara memutar

benda (dengan sudut kecil), maka kawat akan terpuntir. Jika benda dilepaskan maka benda

akan mengalami gerak harmonic anguler (sudut), disebabkan oleh momen gaya punter dari

kawat.

Hubungan antara momen inersia dan Konstanta puntir

Jika kita memperhatikan gambar benda yang bergerak osilasi (pada gambar),

tentunya kita akan mengetahui adanya periode gerak osilasi benda tersebut. Periode gerak

osilasi memenuhi persamaan sebagai berikut:

P = 2π√ Ik

Dengan p adalah periode osilasi, I momen kelembaman terhadap sumbu rotasi dan K

adalah konstanta punter dari kawat.

I = I B+ I K

I B= Momen inersia dari benda

ik = Momen inersia dari kawat

Jika dua benda dengan momen inersia masing-masing I 1 dan I 2 secara berturut-

turut digantungkan pada kawat yang sama, maka periode gerak

angulernya masing-masing dinyatakan dengan:

p1 = 2π√ I 1+I K

K

p2 = 2π√ I 2+I K

K

41

Page 42: Modul Praktikum Fisika

Dari kedua persamaan ini, jika I 1 , P1 , I 2 , dan P2 diketahui, maka I k dan k

dapat ditentukan. Sebaliknya jika I k dan k diketahui, cara ini dapat dipakai untuk

menentukan momen inersia benda yang lain secara dinamis dengan mengukur periode dari

gerak harmonic angulernya.

Hubungan antara konstanta punter dan modulus geser dinyatakan oleh persamaan:

K =

πr2

2 l M

Dengan L adalah panjang kawat dan r jari-jari kawat, M adalah modulus geser.

G. Tugas Sebelum Praktikum

1. Dengan menggunakan kalkulus integral, buktikan I c =

M ( a2+b2)12 Dan

I s =

12

MR2

2. Sebutkan pengertian: gerak rotasi murni, gerak translasi murni, inersia,

momen inersia dan benda tegar!

3. Dengan menggunakan persamaan ω = 2πf, coba tentukan bagaimana diperoleh

persamaanP = 2π√ ik ?

H. Prosedur Percobaan

1. Ukur panjang, lebar, tebal,dan massa lempeng persegi panjang.

2. Ukur diameter, tinggi, dan massa silinder pejal.

3. Ukur diameter kawat yang digunakan.

4. Gantungkan kawat pada statif.

5. Gantungkan lempeng persegi panjang pada kawat logam sepanjang 50 cm.

6. Berikan simpangan sudut sebesar 3600pada lempeng kemudian lepaskan sehingga

lempeng memberikan gerak osilasi sebanyak 5 kali.

7. Hitung waktu osilasi dari lempeng besi dengan menggunakan stopwatch.

8. Ulangi prosedur 6-7 untuk mendapatkan 3 data.

9. Variasikan panjang kawat logam yang digunakan menjadi 100 cm.

10. Ulangi prosedur 5 s/d 8 untuk silinder pejal.

Tabel 6.1 Hasil pengamatan

42

Page 43: Modul Praktikum Fisika

Benda Tegar Panjang kawat (m) Waktu untuk berosilasi (s)Silinder Pejal 0,5

1Lempeng persegi panjang 0,5

1

I. Tugas Setelah Percobaan1. Apakah sama besar Ia, Ib, dan Ic untuk masing-masing benda tegar? Mengapa?

2. Untuk kawat yang sama tetapi panjangnya berbeda, apakah osilasi benda tetap

sama?jelaskan mengapa?

3. Apakah panjang kawat mempengaruhi nilai konstanta puntir kawat?jelaskan

mengapa?

4. Apakah yang mempengaruhi momen inersia dari suatu benda tegar (berdasarkan

percobaan yang dilakukan).

43

Page 44: Modul Praktikum Fisika

PERCOBAAN VII

SUHU DAN KALOR

A. Standar Kompetensi

Menerapkan konsep suhu dan kalor pada percobaan sederhana.

B. Kompetensi Dasar

Merangkai percobaan suhu dan kalor dan mencari besaran-besarn penting yang terkait.

C. Indikator

1. Mahasiswa dapat menentukan besarnya kalor lebur dari es

2. Mahasiswa dapat mengetahui defenisi kalor lebur dari suatu zat

3. Mahasiswa dapat mengetahui kalor jenis tembaga dan kalor lebur dari besi

D. Tujuan Percobaan

1. Menentukan besarnya kalor lebur dari es dan logam.

2. Mengetahui kalor jenis dari tembaga.

3. Mengetahui kalor lebur dari timah

E. Alat dan Bahan

No

.Nama Alat dan Bahan Jumlah

1 Biji timah 20 buah

2 Biji Tembaga 20 buah

3 Air Secukupnya

4 Es Secukupnya

5 Kalorimeter 1 Set

6 Termometer 1 buah

7 Neraca tiga lengan 1 buah

8 Panci 1 buah

9 Lampu Bunsen dan tungku 1 buah

10 Statif 1 Set

12 Stopwatch 1 Buah

44

Page 45: Modul Praktikum Fisika

F. Dasar Teori

Kalor adalah suatu bentuk energi yang diterima oleh suatu benda yang menyebabkan

benda tersebut berubah suhu atau wujud bentuknya. Kalor berbeda dengan suhu, karena

suhu adalah ukuran dalam satuan derajat panas. Kalor merupakan suatu kuantitas atau

jumlah panas baik yang diserap maupun dilepaskan oleh suatu benda. Dari sisi sejarah

kalor merupakan asal kata caloric ditemukan oleh ahli kimia perancis yang bernama

Antonnie laurent lavoiser (1743– 1794). Kalor memiliki satuan Kalori (kal) dan Kilokalori

(Kkal). 1 Kal sama dengan jumlah panas yang dibutuhkan untuk memanaskan 1 gram air

naik 1 derajat celcius.

Kalor didefinisikan sebagai energi panas yang dimiliki oleh suatu zat. Secara umum

untuk mendeteksi adanya kalor yang dimiliki oleh suatu benda yaitu dengan mengukur

suhu benda tersebut. Jika suhunya tinggi maka kalor yang dikandung oleh benda sangat

besar, begitu juga sebaliknya jika suhunya rendah maka kalor yang dikandung sedikit. Dari

hasil percobaan yang sering dilakukan besar kecilnya kalor yang dibutuhkan suatu

benda(zat) bergantung pada 3 faktor yaitu massa zat, jenis zat (kalor jenis), perubahan

suhu.

Banyaknya panas yang diperlukan suatu benda untuk menaikkan suhunya sangat

bergantung pada kapasitas panas, C, dari bahan benda tersebut. Secara matematis

dituliskan :

C = dQ/dT

Panas jenis adalah kapasitas panas bahan tiap satuan massanya, yaitu :

c = C/m

Panas jenis merupakan salah satu sifat termometrik benda. Untuk selang suhu yang

tak terlalu besar, biasanya c dapat dianggap konstan, sehingga apabila suatu benda

bermassa m, panas jenis bahannya c dan suhunya T1 maka untuk menaikkan suhunya

menjadi T2 diperlukan panas sebesar :

Q = m.c.(T2 - T1)

Bila sebuah benda dengan suhu tertentu disinggungkan benda lain yang suhunya

lebih rendahmaka dalam selang waktu tertentu suhu kedua benda tersebut akan menjadi

sama (setimbang).Hal ini terjadi karena benda yang bersuhu lebih tinggi memberikan

panasnya ke benda yang bersuhu lebih rendah. Berdasarkan hukum kekekalan energi

jumlah panas yang diberikan sama dengan jumlah panas yang diterima oleh benda yang

bersuhu lebih rendah (asas Black).

45

Page 46: Modul Praktikum Fisika

Sejumlah air yang telah diketahui massanya, dipanaskan dengan menggunakan

kompor listrik. Air yang suhunya lebih tinggi ini dimasukkan ke dalam kalorimeter yang

berisi air, massa air dingin sudah ditimbang terlebih dahulu. Dalam hal ini air dingin dan

kalorimeter adalah dua benda yang bersuhu sama yang akan menerima panas dari air

panas.

Menurut asas Black diperoleh bahwa:

kalor yang dilepas = kalor yang diterima

(air panas) (air dingin+kalorimeter)

m2.c.(T2-Ta) = (m1.c+H).(Ta-T1) ,

dimana :

m1 = massa air dingin dengan suhu T1

m2 = massa air panas dengan suhu T2

c = panas jenis air (1 kal/g.oC ± 1 %)

Ta = suhu akhir sistem

H = harga air (kapasitas) kalorimeter

Kalorimeter

Kalor yang dipindahkan dari atau ke sistem diukur di dalam alat yang dinamakan

kalorimeter, yang terdiri dari sebuah wadah cuplikan kecil yang dibenamkan dalam sebuah

bejana air yang besar. Bejana luar itu disekat dengan baik sekali di sebelah luar untuk

menghalangi lubang kamar mencapai air, sedangkan wadah di dalam dibuat dari tembaga

atau suatu bahan penghantar kalor yang lain untuk mengizinkan kalor acara mudah

dipertukarkan antara wadah itu dan air.

Pengukuran jumlah kalor reaksi yang diserap atau dilepaskan pada suatu reaksi kimia

dengan eksperimen disebut kalorimetri. Dengan menggunakan hukum Hess, kalor reaksi

suatu reaksi kimia dapat ditentukan berdasarkan data perubahan entalpi pembentukan

standar, energi ikatan dan secara eksperimen. Proses dalam kalorimeter berlangsung secara

adiabatik, yaitu tidak ada energi yang lepas atau masuk dari luar ke dalam kalorimeter.

G. Tugas Sebelum Percobaan

1. Bagaimana caranya anda mengetahui massa air yang dipergunakan ?

2. Bagaimana caranya anda dapat mengetahui massa es yang dileburkan ?

3. Mengapa dalam persamaan yang kita jumpai dari teori jumlah kalor yang diserap

oleh es : Qe = me K1 + mecat2

4. Tentukan nilai kalor lebur es secara teori !

46

Page 47: Modul Praktikum Fisika

H. Langkah – Langkah Percobaan

Kalor Lebur Es

1. Timbang kalorimeter kosong dengan pengaduknya.

2. Isi kalorimeter dengan sejumlah air ( + ½ bagian dari volume kalorimeter ).

3. Timbang kembali kalorimeter yang telah berisi air.

4. Masukkan kalorimeter ke dalam penyekat panas yang telah disediakan

5. Ukur suhu kalorimeter yang berisi air dan yang sedang berada di dalam kotak

penyekat panas.

6. Masukkan segumpal es ke dalam kalorimeter yang berisi air, mengaduk dan

mencatat suhunya setiap 30 “selama 150”. Perhatikan suhu mula-mula turun,

kemudian konstan dan naik kembali. Sesudah suhu naik pengamatan dihentikan

dan menimbang kalorimeter beserta isinya.

Tabel 7.1 Hasil pengamatan

mk m k + a m k + a + e

t ( k + a + e )

30 s 60 s 90 s 120 s 150 s

Kalor Lebur Logam

1. Nolkan terlebih dahulu neraca yang digunakan,lalu menimbang kalorimeter

tersebut beserta pengaduknya dalam keadaan kosong.

2. Isi calorimeter dengan ±3/4 bagian dari kalorimeter tersebut, lalu menimbang

kembali.

3. Ukur suhu kalorimeter yang berisi air dengan termometer.

4. Timbang butir-butir logam yang telah disediakan.(20 Biji logam)

5. Panaskan butir-butir logam diatas panci hingga suhunya ±1000C(dalam

pengukuran suhu logam tidak diperkenankan mengenai dinding panci) dengan

menggunakan termometer.

6. Masukan butir-butir logam yang telah dipanaskan kedalam kalorimeter yang

berisi air dan suhu beserta massanya telah diketahui agar tidak terjadi

pengurangan suhu.

7. Aduk isi dari kalorimeter tersebut dengan pengaduk hingga suhunya tidak naik

lagi.

47

Page 48: Modul Praktikum Fisika

Jenis Logam mk ml mk+a t ( k + a + l )

Timah

Tembaga

I. Tugas setelah percobaan

1. Bandingkan kalor lebur es yang diperoleh pada praktikum dengan yang diketahui

pada teori!

2. Tentukan nilai kalor lebur es secara eksperimen !

3. Berikan analisis dan kesimpulan dari percobaan tersebut ! Dan faktor-faktor apa

yang memungkinkaan perbedaan hasil pada percobaan ?

48

Page 49: Modul Praktikum Fisika

PERCOBAAN VIII

GETARAN PEGAS

A. Standar Kompetensi

Menerapkan konsep dan prinsip gejala gelombang dan optik dalam menyelesaikan

masalah.

B. Kompetensi Dasar

Melakukan kajian ilmiah untuk mengenali gejala dan ciri – ciri gelombang secara

umum dan penerapannya.

C. Indikator

4. Mahasiswa dapatmenjelaskan faktor – faktor yang mempengaruhi periode pegas.

5. Mahasiwa dapat menentukan periode dan tetapan gaya pada pegas.

D. Tujuan Percobaan

4. Menentukan konstanta dan tetapan pada pegas.

5. Mencari hubungan antara periode pegas terhadap massa beban.

E. Alat Dan Bahan

No Nama Alat / Bahan Jumlah

1 Stopwatch 1 buah

1 Dasar statif 1 buah

2 Kaki statif 1 buah

3 Batang statif pendek 1 buah

4 Batang statif panjang 1 buah

5 Pegas spiral 1 buah

6 Beban 50 gram 5 buah

7 Beban 100 gram 5 buah

F. Teori Dasar

49

Page 50: Modul Praktikum Fisika

y

0 max 0

max 0 max

a Ek Ep

max 0 max

setimbangF = -k. y

Gerak yang berulang dalam selang waktu yang sama disebut Gerak Periodik. Gerak

periodik ini selalu dapat dinyatakan dalam fungsi sinus dan cosinus, oleh sebab itu gerak

periodik disebut Gerak Harmonik. Jika gerak yang periodik ini bergerak bolak – balik

melalui lintasan yang sama disebut Getaran atau Osilasi.

Waktu yang dibutuhkan untuk menempuh satu lintasan bolak – balik disebut Periode,

sedangkan banyaknya getaran tiap satuan waktu disebut Frekuensi. Hubungan antara

periode (T) dan frekuensi (f) menurut pernyataan ini adalah :

T = 1f

Satuan frekuensi dalam SI adalah putaran per detik atau Hertz (Hz). Posisi pada saat

resultan gaya bekerja pada partikel yang bergetar sama dengan nol disebut posisi

seimbang.

Perhatikan sebuah benda massanya (m) digantungkan pada ujung pegas, pegas

bertambah panjang. Dalam keadaan seimbang, gaya berat (w) sama dengan gaya pegas (F),

resultan gaya sama dengan nol, beban diam.

Dari keseimbangannya beban diberi simpangan (y), pada beban bekerja gaya (F), gaya ini

cenderung menggerakkan beban keatas. Gaya pegas merupakan gaya penggerak, padahal

gaya pegas sebanding dengan simpangan pegas.

F = -k y ; k = konstanta pegas

Mudah dipahami bahwa makin kecil simpangan makin kecil pula gaya penggerak.

Gerakan yang gaya penggeraknya sebanding dengan simpangan disebut Gerak Harmonis

(selaras).

Tanda negatif (-) harus digunakan karena arah F dan y selalu berlawanan.

Menurut Hukum Newton II, Pada gerak benda ini berlaku :

50

Page 51: Modul Praktikum Fisika

F = m.a

Gaya pemulih pada gerak benda ini adalah : F = -k . y

−k . y=md2

dt2 ataud2 ydt 2 + k . y

m=0

Persamaan ini disebut persamaan differensialgerak harmonik sederhana.

Untuk mencari persamaan gerak harmonik sederhana dengan jalan mencari

penyelesaian persamaan differensial gerak harmonik sederhana yaitu suatu fungsi (y)

sedemikian rupa sehingga diturunkan dua kali terhadap (t) diperoleh negatif dari fungsi

tersebut dikalikan dengan suatu. Fungsi yang mempunyai sifat demikian adalah fungsi

sinus atau fungsi cosinus.

Misalkan diambil fungsi sinus sebagai penyelesaian : y = A sin (ωt+θ ) dengan A, ω,

dan θ masih harus dicari harganya.

Bila persamaan di atas diturunkan dua kali terhadap waktu (t) maka diperoleh :

d2 ydt 2 =−ω2 A sin ( ωt+θ )

Bila persamaan diatas di substitusikan ke persamaan differensial gerak harmonik

sederhana, diperoleh :

−ω2 A sin (ωt+θ )=−km

A sin (ωt+θ )

Jadi agar fungsi sin tersebut benar – benar menjadi penyelesaian persamaan differensial

gerak harmonik sederhana, diperoleh :

ω2= km

atauω=√ km

Jika waktu t dalam persamaan y = A sin (ωt+θ) ditambah dengan 2 πω

maka, diperoleh :

y=A sin [ω( t+ 2πω )+θ ]

¿ A sin (ωt+2π+θ )

y=A sin ( ωt+θ )

Jadi fungsi tersebut berulang kembali setelah selang waktu 2 πω

. oleh sebab itu, 2 πω

adalah

periode geraknya, atau T = 2 πω

Karena ω2= k

m maka diperoleh :

51

Page 52: Modul Praktikum Fisika

T=2 πω

=2 π √ mk

dan f = 12π

= 12 π √ k

m

jadi : ω=2 πf=2 πT

G. Tugas Sebelum Percobaan

1. Tuliskan beberapa contoh gerak harmonik.

2. Faktor – faktor apa saja yang mempengaruhi periode pada getaran pegas.

H. Prosedur Percobaan

Menentukan faktor – faktor yang mempengaruhi peride getaran

1. Susunlah alat dan bahan seperti pada gambar di bawah ini.

2. Tarik beban ke bawah sejauh ± 2 cm dan praktikan menyiapkan stopwatch (jam

henti ) di tangan.

3. Lepaslah beban, setelah berayun dengan stabil maka hidupkan stopwatch dengan

acuan yang tetap (gerakan dari atas atau bawah).

4. Hitung sampai 10 getaran dan tepat pada saat itu, matikan jam henti. Catat hasil

pengamatan dalam tabel.

5. Hitung waktu untuk 1 getaran ( periode, T ) dan melengkapi isi tabel.

6. Ulangi langkah 2 s/d langkah 5 sampai dengan simpangan 3 cm.

7. Ulangi langkah 2 s/d langkah 6 dengan masing – masing 1 beban.

52

Page 53: Modul Praktikum Fisika

Tabel Pengamatan 1.1

Simpangan (m) 0,02 0,03 0,02 0,03 0,02 0,03

Massa beban (kg) 0,2 0,2 0,25 0,25 0,3 0,3

Waktu untuk 10 ayunan (t,s)

Periode (T,s)

Menghitung Tetapan Gaya pada Sistem Pegas

1. Gantung seutas pegas pada tiang, ujung bebas dihubungkan dengan beban (m).

2. Beri simpangan pada sistem pegas tersebut (x), pada posisi (2), kemudian lepas

terjadi gerak bolak – balik terhadap titik (1).

3. Lakukan pengukuran waktu getaran.

4. Isikan hasil pengamatan anda pada tabel berikut.

Tabel Pengamatan 1.2

Amplitudo

(cm)

10 x T

(sekon)

T

(sekon)

2

3

Tabel Pengamatan 1.3

Massa beban

(gram)

10 x T

(sekon)

T

(sekon)

T2

(sekon)

53

Page 54: Modul Praktikum Fisika

200

250

300

I. Tugas Setelah Percobaan

Untuk Tabel Pengamatan 1.1

1. Berdasarkan percobaan diatas jelaskan faktor – faktor yang mempengaruhi periode

getaran.

2. Berdasarkan data pengamatan, tentukan periode getaran pegas.

3. Dengan menggunakan konstanta pegas diatas, hitung periode getaran pegas.

4. Dan bandingkan dengan hasil perhitungan nomor 2.

Untuk Tabel Pengamatan 1.2 dan 1.3

1. Bagaimana dengan periode T, apakah dipengaruhi oleh : (a) amplitudo, (b) massa

benda.

2. Buatlah grafik T2 terhadap m. Bagaimana bentuk grafiknya ?

3. Tentukan konstanta gaya pegas dari grafikyang anda buat tersebut.

4. Coba anda lakukan analisa terhadap hasil yang anda dapatkan, kemudian

bandingkan dengan (hasil) teori yang ada.

54

Page 55: Modul Praktikum Fisika

PERCOBAAN IX

PEMBENTUKAN BAYANGAN PADA CERMIN DATAR

A. Standar Kompetensi

Mampu menganalisis dan menerapkan konsep optikgeometri dalam kehidupan sehari-

hari.

B. Kompetensi Dasar

Mampu memahami konsep pembentukan bayangan dan pemantulan pada cermin datar

melalui percobaan.

C. Indikator

a. Mahasiswa dapat menentukan hubungan matematis antara besar sudut cermin datar

dengan banyaknya bayangan yang terbentuk

b. Mahasiswa dapat melukis sinar-sinar yang membentuk bayangan pada diagram

cermin datar yang mebentuk sudut.

D. Tujuan Percobaan

4. Menghitung jumlah banyangan yang terjadi pada dua cermin datar berdasarkan

percobaan untuk beberapa sudut berbeda.

5. Menggambarkan pembentukan banyangan yang terjadi pada dua cermin datar untuk

beberapa sudut yang berbeda.

E. Alat Dan Bahan :

No Nama Alat/Bahan Jumlah

1 Cermin Datar 2 Buah

2 Laser Pointer 1 Buah

3 Busur Derajat 1 Buah

4 Soft Board 1 Buah

55

Page 56: Modul Praktikum Fisika

5 Jarum Pentul 1 Buah

6 Kertas putih 1 Buah

F. Dasar Teori

Cahaya biasanya tampak sebagai sekelompok sinar-sinar cahaya atau disebut juga

berkas cahaya. Ada tiga jenis berkas cahaya yaitu sejajar (paralel), menyebar (divergen)

dan mengumpul (konvergen). Cermin adalah permukaan halus, rata dan mengkilap yang

memantulkan seluruh cahaya yang datang padanya. Ada dua jenis pemantulan cahaya

yakni pemantulan baur dan pemantulan teratur.

Hukum Snellius tentang pemantulan bahwa :

1. Sinar datang, sinar pantul dan garis normal berpotongan pada satu titik dan terletak

pada satu bidang datar

2. Sudut sinar datang (α i ) selalu sama dengan sudut sinar pantul (α r )

Dari benda sejati yang berdiri dimuka cermin datar akan terbentuk sebuah bayangan

maya dan dari sebuah banyangan yang berdiri dimuka cermin datar akan terbentuk

sebuah banyangan maya. Jumlah bayangan akan tergantung pada jumlah bayangan

cermin yang nampak oleh cermin lain. Jumlah banyangan dari dua cermin datar

membentuk sudut α dapat ditentukan dengan persamaan berikut:

n =

360°

α °−m

dimana : n = bayangan yang dihasilkan

α °= sudut apit kedua cermin datar

m = 1 jika

360°

α ° genap atau m = 0 jika

360°

α ° ganjil

G. Tugas Sebelum Percobaan

4. Tuliskan sifat-sifat pada cermin datar?

5. Berapakah jumlah bayangan yang dibentuk oleh dua cermin datar untuk sudut 60°

serta gambarkan pembentukan bayangannya?

6. Apa yang dimaksud dengan pemantulan teratur dan pemantulan baur serta berikan

contohnya masing-masing?

7. Apa yang dimaksud dengan sinar datang, sinar pantul, garis normal, sudut datang

dan sudut pantul pada peristiwa pemantulan cahaya?

56

Page 57: Modul Praktikum Fisika

H. Prosedur Percobaan

Pemantulan Pada Cermin Datar

1. Letakkan cermin dalam keadaan tegak pada kertas putih yang diatur dengan busur

derajat

2. Nyalakan sumber cahaya dan arahkan sinar kearah cermin dengan membentuk

sudut α i tarhadap garis normal

3. Amati sinar pantul yang keluar dari cermin dan ukur sudut pantul α r

4. Gambarkan sinar datang , sinar pantul dan garis normal pada peristiwa pemantulan

5. Ulangi percobaan untuk beberapa sudut yang berbeda

6. Isi data hasil percobaan pada tabel pengamatan berikut ini :

Tabel Pengamatan 2.1

NoSinar Datang (

α i ) Sinar Pantul (α r )

1

2

3

4

5

7. Simpulkan konsep yang diperoleh dari percobaan tersebut.

Pembentukan Bayangan Pada Cermin Datar

1. Pasang dua cermin datar membentuk sudut pada bidang datar yang datar seperti

softboard ( antara cermin boleh diberi engsel)

2. Ukur sudut diantara dua cermin (α ) tersebut dimulai 600 ,900 ,1800

3. Letakkan jarum pentul di suatu titik sembarang softboard diantara kedua cermin

yang membentuk sudut

4. Amati dan hitung jumlah banyangan yang nampak didalam kedua cermin bersudut

tersebut

5. Ulangi percobaan untuk beberapa sudut yang berbeda

6. Isi data percobaan pada tabel pengamatan berikut ini

Tabel Pengamatan 2.1

No α ∑ n 360°

/α 360°

/α -1

1

57

Page 58: Modul Praktikum Fisika

2

3

4

5

8. Simpulkan konsep yang diperoleh dari percobaan tersebut.

I. Tugas Setelah Percobaan

1. Hitunglah jumlah banyangan yang terjadi pada dua cermin datar berdasarkan

percobaan untuk beberapa sudut yang berbeda?

2. Gambarkan pembentukan bayangan yang terjadi pada dua cermin datar untuk

beberapa sudut yang berbeda?

3. Bandingkan jumlah bayangan yang terjadi secara teori dan percobaan?

4. Ukur sudut pantul yang terjadi berdasarkan percobaan dan diskusikan apakah

besarnya sudut datang selalu sama dengan sudut pantul?

5. Diskusikan apakah sinar datang ,sianar pantul dan garis normal terletak dalam suatu

bidang datar?

6. Gambarkan sinar datang,sinar pantul dan garis normal pada peristiwa pemantulan

untuk beberapa sudut datang yang berbeda?

58

Page 59: Modul Praktikum Fisika

59

Page 60: Modul Praktikum Fisika

PERCOBAAN X

INTERFERENSI SINAR LASER OLEH DUA CELAH

A. Standar Kompetensi

Mampu mengamati gejala interferensi cahaya monokromatik dari dua celah.

B. Kompetensi Dasar

Merangkai kegiatan percobaan untuk menentukan jarak dua celah sempit dengan sinar

laser.

C. Indikator

1. Mahasiswa dapat menentukan jarak antara dua celah sempit berdasarkan pengukuran

pola interferensi.

D. Tujuan Percobaan

1. Menentukan diameter dari objek pada percobaan

E. Alat dan Bahan

No Nama Alat dan Bahan Jumlah

1 Sinar laser He-Ne 1 Buah

2 Dua celah sempit 1 Set

3 Mistar 1 Buah

4 Kawat kecil berbagai ukuran diameter 3 Buah

5 Kertas milimeter 3 Buah

F. Dasar Teori

Gejala interferensi cahaya dapat dijelaskan jika cahaya dipandang sebagai

gelombang. Interferensi gelombang- gelombang yang koheren (gelombang dengan

panjang gelombang dan beda fase yang sama) akan saling menguatkan. Sedangkan

interferensi antara dua gelombang yang berbeda fase akan saling melemahkan.

Interferensi cahaya oleh dua celah diilustrasikan dalam Gambar 2.

Pada layar akan tampak pola terang dan gelap secara bergantian. Pola terang berada

pada posisi tengah (segaris posisi laser) disebut terang pusat. Pada gambar 1, terang pusat

berada pada posisi titik A. Di sebelah pola terang pusat (titik A) terdapat pola gelap

pertama (titik B), setelah itu terdapat pola terang pertama (titik C). Pola terang terjadi

akibat interferensi yang saling melemahkan. Berarti sinar 1 dan sinar 2 memiliki fase

yang sama, sedangkan sinar 3 dan sinar 4 berbeda fase λ /2.

60

Page 61: Modul Praktikum Fisika

Laser

C

3

B

1 4 y

2 A

L

Perbedaan fase gelombang terjadi karena panjang lintasan sinar 3 berbeda dengan

panjang lintasan sinar 4. Jika perbedaan panjang itu disebut S maka untuk interferensi

saling melemahkan, berlaku :

S=12

λ ,32

λ ,52

λ ,…

Sedangkan untuk interferensi saling meguatkan berlaku :

S=0 , λ ,2 λ , 3 λ , …

Berdasarkan analisa geometri sinar pada gambar 1, dapat diperoleh persamaan :

S=dyL

Sehingga untuk pola terang berlaku :

y=0 ,Lλd

,2Lλ

d,3 Lλ

d, …

dan untuk pola gelap berlaku :

y= Lλ2 d

,3 Lλ2 d

,5 Lλ2 d

, …

Dari persamaan di atas dapat dinyatakan bahwa jarak antara dua pola terang yang

berdekatan adalah :

y= Lλd

Jarak y dapat diambil sebagai jarak dari pertengahan pola terang pusat ke

pertengahan pola terang di dekatnya. Jarak anatara celah dengan layar dapat diukur (L)

dan nilai panjang gelombang laser (λ) dapat diketahui dari spesifikasi alat. Secara teori,

panjang gelombang laser He-Ne adalah 632,8 nm. Dengan mengetahui nilai y, L, λ, maka

jarak antara celah (d) dapat diketahui. Metode ini dapat digunakan untuk menentukan

diameter sebuah kawat atau rambut. Kawat yang disinari laser dapat berfungsi sebagai

61

Page 62: Modul Praktikum Fisika

pemecah sinar, dimana tepi- tepi kawat bertindak sebagai 2 celah. Jika d adalah diameter

kawat, maka d= Lλy

G. Tugas Sebelum Percobaan

1. Sebutkan faktor-faktor yang mempengaruhi interferensi!

2. Sebutkan jenis-jenis sinar laser berdasarkan λ-nya!

H. Prosedur Percobaan

1. Ukur diameter (d) kawat dengan menggunakan mikrometer.

2. Letakkan celah sempit pada sebuah dudukan/ pemegang celah

3. Kaitkan kawat pada dudukan celah agar percobaan dapat lebih mudah dilakukan.

4. Sorotkan sinar laser tepat menuju celah tersebut.

5. Amati pola yang terbentuk pada layar/ dinding.

6. Tandailah titik tengah dan semua pola terang dengan menggunakan pensil

7. Matikan sumber sinar laser, lalu ukurlah dimensi L dan y

8. Lakukan untuk kawat dengan diameter kawat yang berbeda

No. d (alat mikrometer) L (m) y1(m) y2 (m) y3 (m)

1

2

3

I. Tugas Setelah Percobaan

5. Tentukan jarak antar celah beserta ralat pengukurannya!

6. Bandingkan perbedaan jarak antara celah dengan menggunakan y1, y2 dan y3!

7. Bandingkan hasil pengukuran d dengan milimeter dan d dengan metode ini!

62

Page 63: Modul Praktikum Fisika

PERCOBAAN XI

PEMBENTUKAN BAYANGAN OLEH LENSA

A. Standar Kompetensi

Memahami konsep dan penerapan optika dalam produk teknologi sehari-hari.

B. Kompetensi Dasar

Menyelidiki sifat-sifat cahaya dan hubungan dengan berbagai bentuk lensa.

C. Indikator

1. Mahasiswa dapat merancang dan melakukan percobaan untuk menunjukkan sifat-

sifat cahaya.

2. Mahasiswa dapat melakukan percobaan untuk menentukan letak bayangan dari

sifat-sifat bayangan pada lensa cekung dan lensa cembung.

D. Tujuan Percobaan

1. Menyelidiki sifat bayangan yang dibentuk oleh lensa cembung dan lensa cekung

2. Melihat hubungan antara jarak benda, jarak bayangan, dengan jarak fokus lensa

negatif dan lensa positif.

E. Alat dan bahan :

No Nama Alat dan bahan Jumlah

1 Lensa cekung 1 Buah

2 Lensa cembung 1 Buah

3 Dudukan lensa 2 Buah

4 Layar 1 Buah

5 Mistar 1 Buah

6 Sumber cahaya (lilin) 1 Buah

F. Dasar Teori

1. Lensa

Lensa adalah suatu benda yang tembus pandang dan mempunyai paling sedikit

satu permukaan lengkung. Ada dua jenis lensa yaitu lensa cembung dan lensa cekung.

a. Lensa cembung (lensa positif/lensa konveks), lensa ini memiliki bagian tengah

yang lebih tebal daro pada bagian tepinya, sehingga sinar - sinar biasanya

bersifat mengumpul. Lensa ini juga disebut lensa konvergen.

63

Page 64: Modul Praktikum Fisika

b. Lensa cekung (lensa negatif/lensa konkaf), lensa ini memiliki bagian

tengah yang lebih tipis dari pada bagian tepinya, sehingga sinar – sinar

biasanya bersifat memancar. Lensa ini juga disebut lensa divergen.

Sinar menuju lensa dapat dilakukan dari dua arah, sehingga pada lensa terdapat

dua titik fokus (dilambangkan F1 dan F2). Titik folus F1 disebut titik fokus aktif, karena

sinar sejajar sumbu utama dibiaskan melalui atau seolah – olah dari titik tersebut.

Sedangkan F2 disebut titik fokus pasif.

Sinar – sinar istimewa pada lensa cembung

a. Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan menuju titik fokus

b. Sinar datang yang melalui titik pusat lensa ( 0 ) tidak mengalami

pembiasan

64

Page 65: Modul Praktikum Fisika

c. Sinar datang melalui titik focus akan dibiaskan sejajar sumbu utama

Sinar – sinar istimewa pada lensa cekung

a. Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan seolah-olah berasal dari titik

fokus F1

b. Sinar datang yang melalui titik pusat lensa ( 0 ) tidak mengalami

pembiasan

c. Sinar datang yang seolah-olah menuju titik fokus, dibiaskan sejajar

dengan sumbu utama.

Apa bila lensa tebal hanya mempunyai sebuah permukaan, yang mempunyai jari –

jari kelengkungan R1 dan R2, untuk lensa tipis ketebalan lensa dianggap nol, atau tidak

diperhitungkan.

I = permukaan pertama

65

Page 66: Modul Praktikum Fisika

II = permukaan kedua

R1 dan R2 jari – jari kelengkungan masing – masing permukaan

ns+

n

s' =(n'−n)( 1R1

−1R2

)Dimana:

n = indeks bias tempat benda dan bayangan, atau indeks bias disekeliling lensa

itu berada. Untuk udara, n=1

n’= indeks bias lensa

untuk n = 1 (diudara) maka persamaan (4.1) menjadi:

1s+

1

s '=(n'−1)( 1R1

−1R2

)Dan bila bendanya ada dijauh tak berhingga s = ~, maka bayangan benda akan berada

pada titik focus lensa atau s’ = f, maka persamaan (4.2) dapat menjadi:

s = ~ →s’ = f

1+

1f=(n '−1)( 1

R1

−1R2

)1f=(n'−1)( 1

R1

−1R2

)f: = jarak fokus lensa

ketentuan:

a. Untuk lensa cembung-cembung (bikonvek), R1 positif dan R2 negatif

b. Untuk lensa cekung – cekung (bikonkaf), R1 negatif dan R2 positif

c. Dapat disebutkan R di depan lensa bernilai negative dan R dibelakang

lensa bernilai positif

c. Kekuatan Lensa (P)

Kekuatan lensa atau sering juga disebut dengan daya lensa adalah kebalikan

dari jarak fokus lensa.

P=1f=(n'−1)( 1

R1

−1R2

)Dengan:

f : jarak fokus lensa diudara

P : kekuatan lensa diudara

Bila f mempunyai satuan meter maka P mempunyai satuan dioptri

P= 1f (m)

66

Page 67: Modul Praktikum Fisika

Atau bila f bersatuan cm, maka persamaannya dapat dituliskan menjadi:

P=100f

G. Tugas Sebelum Percobaan

1. Lensa bikonvek (cembung-cembung) mempunyai jari-jari kelengkungan masing-

masing 15 cm dan 10 cm dan indeks bias lensa tersebut 1,5 berada diudara. Berapakah

jarak fokus lensa?

Dalam setiap perhitungan dipergunakan ketentuan:

a. Lensa cembung mempunyai f positif

b. Lensa cekung mempunyai f negatif

2. Lukiskan pembentukan bayangan pada lensa cembung jika benda berada di ruang

1,2,3,dan 4, dan sebutkan sifat bayangannya, begitu juga untuk lensa cekung.

H. Prosedur Percobaan

1. Catat harga jarak fokus lensa positif dan lensa negatif

2. Rangkai alat sesuai gembar dibawah . Letakkan lensa cembung pada jarak 15cm

dari benda (sumber cahaya). Jarak antara benda sampai lensa ini adalah s.

3. Geser- geser layar sehingga terbentuk bayangan yang paling jelas pada layar. Jarak

antara lensa sampai bayangan adalah s’.

4. Ukur tinggi benda (h) dan tinggi bayangan (h’)

5. Ulangi langkah 2,3,dan 4 dengan memvariasikan jarak benda s= 20cm, dan s=25cm

6. Bandingkan sifat dan hasil pembentukan bayangan yang terjadi pada saat praktikum

dengan secara teori

7. Letakkan lensa cekung pada jarak 7cm dari benda. Ulangi langkah 3 dan 4 untuk

lensa cekung, dan variasikan jarak benda (s) pada lensa cekung sebanyak dua kali.

8. Isi data hasil percobaan pada tabel

Tabel pengamatan 4.1 Lensa cembung

Nos

(cm)

s’

(cm)

h

(cm)

h’

(cm)

s+s’

(cm)

s.s’

(cm2)

s.s’/s+s

(cm)s’/s

Sifat

bayangan

67

Page 68: Modul Praktikum Fisika

s.s’

s+s’

1 15

2 20

3 25

Tabel pengamatan 4.2 Lensa cekung

Nos

(cm)

s’

(cm)

h

(cm)

h’

(cm)

s+s’

(cm)

s.s’

(cm2)

s.s’/s+s

(cm)s’/s

Sifat

bayangan

1 7

2 .....

3 .....

I. Tugas Setelah Percobaan

1. Dari percobaan yang telah dilakukan maka hitunglah titik fokus, kuat lensa, dan

perbesaran lensa.

2. Bolehkah jarak antara benda sampai lensa s diberi nama jarak benda? Apa alasannya?

3. Bolehkah jarak antara lensa sampai bayangan disebut dengan jarak bayangan? Apa

alasannya?

4. Bagaimana besar bayangan dari benda ketika dilihat langsung oleh mata melalui lensa,

dan bagaimana bayangan yang ditangkap oleh layar? Bayangan apakah yang terjadi

pada kedua lensa tersebut?

5. Berdasarkan pertanyaan 3 bolehkan lensa cekung disebut lensa negatif?

6. Apakah harga s.s’/s+s’ tetap

7. Apakah harga s.s’/s+s’ sama dengan f?

8. Berikan analisis terhadap grafik hubungan antara s.s’ dengan s+s’ yang telah kamu

gambar.

9. Berdasarkan data buatlah grafik dengan sumbu y adalah s.s’ dan sumbu x adalah s+s’

Catatan:

1. Bayangan maya adalah bayangan yang langsung dapat dilihat oleh mata.2. Bayangan sejati adalah bayangan yang dapat dilihat mata kalau ditangkap oleh layar

68

Page 69: Modul Praktikum Fisika

PERCOBAAN XII

INDEKS BIAS PRISMA DAN PLAN PARAREL

A. Standard Kompetensi

Memahami gejala alam dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari.

B. Kompetensi Dasar

Mampu menganalisis dan menerapkan konsep optik geometrikdalam kehidupan

sehari-hari

C. Indikator

1. Mahasiswa mampu memahami prinsip-prinsip dasar prisma dan bentuk pembiasan

cahaya pada prisma tersebut.

2. Mahasiswa mampu menentukan pergeseran sinar pada kaca plan paralel (t)

D. Tujuan Percobaan

1. Menentukan indeks bias bahan prisma

2. Menentukan pergeseran sinar pada kaca plan paralel (t)

3. Menggambarkan pembentukan pembiasan cahaya oleh prisma dan plan paralel

E. Alat dan Bahan

No

.Nama Alat dan Bahan Jumlah

1 Kertas HVS 8 Buah

2 Jarum pentul panjang 8 Buah

3 Busur derajat 1 Buah

4 Mistar 1 Buah

5 Karbon tebal / Sterefoam 1 Buah

6 Kaca plan pararel 1 Buah

7 Milimeter block 2lembar

F. Dasar Teori

Prisma dalam optika adalah suatu medium bening yang dibatasi oleh dua permukaan

yang membentuk sudut.Apabila seberkas cahaya putih atau cahaya polikromatin melewati

sebuah prisma maka cahaya tersebut akan diuraikan. Penguraian cahaya ini menjadi warna-

warni cahaya monokromatik disebut dengan dispersi cahaya.Dispersi cahaya terjadi karena

disetiap warna cahaya mempunyai indeks bias yang berbeda-beda. Cahaya merah

mempunyai indeks bias terbesar,sehingga dari gambar diperoleh cahaya merah mengalami

69

Page 70: Modul Praktikum Fisika

deviasi(penyimpangan) terkecil dan cahaya warna ungu mengalami deviasi terbesar.

Besarnya sudut deviasi dari berkas cahaya.

Dari sebuah prisma dengan sudut pembias β dan indeks bias prisma n akan diperoleh

sinar yang keluar dari prisma akan membelok sebesar δ terhadap sinar mula-mula masuk

mengenai prisma sudut δ1

disebut dengan sudut penyimpangan atau sudut deviasi. Secara

sistematis geometris akan diperoleh besarnya sudut deviasi δ pada prisma tersebut yakni,

δ=(i1−r1 )+(r2−i2)

Dengan mengubah-ubah posisi prisma sehingga besarnya sudut datang menjadi berubah-

ubah juga. Apabila sudut datang menjadi lebih besar, sudut deviasi juga bertambah besar,

dan sebaliknya. Bila sudut datang dibuat menjadi lebih kecil, dengan cara memutar posisi

prisma, sudut deviasi akan menjadi lebih kecil tidak dapat diperkecil terus, ada sudut

deviasi tidak dapat diperkecil lagi. Jadi pada suatu prisma ada deviasi terkecil ada deviasi

minimum. Secara sistematik bila segi tiga kaki dibuktikan : I 1=r 2=r 1 : i2 : β=2r 1

Sinar PQ datang dari udara mengenai prisma dengan sudut datang I1 terhadap garis

normal N. Oleh permukaan AB sinar PQ dibiaskan mendekati normal N. menurut arah QR,

sudut biasnya r1. selanjutnya sinar QR dibiaskan oleh permukaan BC, menurut RS dengan

sudut datang i2 dan sudut bias r2 untuk setiap kali cahaya itu mengalami pembiasan, cahaya

dibelokkan ke arah bagian prisma yang tebal.

δ

Gambar 24 : Perambatan cahaya pada prisma

Sinar yang keluar dari prisma (sinar RS) membelok sebesar sudut δ terhadap arah

sinar yang mula-mula (perpanjangan sinar PQ). Sudut δ disebut sudut deviasi. Secara

geometri dapat dibuktikan:

δ=(i1−r1 )+(r2−i2)

70

N

P

AA CA

CA

D

T

R

S

n

U

N

r2

n

Q r1

i1

I2

n1

Page 71: Modul Praktikum Fisika

Pada plan pararel, Dengan menggunakan hukum pembiasan nu sin i = nk sin r, dapat

dihitung nilai nk (indek bias kaca)

Dengan menggunakan rumus pergeseran sinar kaca plan paralel (t)

t=d sin (i-r)/cos r

d = ketebalan kaca

i = sudut dating

r = sudut bias

t = pergeseran sinar kaca plan parallel

G. Tugas Sebelum Percobaan

1. Sebuah prisma dengan indeks-bias √3 dan mempunyai sudut pembias sebesar 600

.Tentukanlah sudut deviasi minimum dari prisma tersebut?

2. Sebutkan alat-alat optik yang menggunakan prisma sebagai komponennya?

H. Prosedur Percobaan

Indeks Bias Prisma

1. Letakkan karton dimeja dan sehelai kertas diatasnya

2. Meletakkan prisma dikertas dan menarik garis sepanjang ketiga sisinya

3. Lukis sebuah sinar datang AB dengan sudut datang 400 ,500 , 600

4. Tanjapkan jarum pentul titik A dan B meletakkan prisma ditempat semula

5. Tinjau dari arah melalui prisma dan tanjapkan jarum D dan C sedemikian hingga

A,B,C,D terlihat seakan-akan terletak dalam suatu garis lurus

6. Perpanjangan AB dan DE sehingga perpotongan dan membentuk sudut deviasi

7. Ulangi langkah 3 s/d 6 dengan sudut 500 ,600

8. Buat data pengamatan dan hasil pengamatan

No i1 r1 i2 r2 β δ

1

2

3

Pergeseran Sinar Pada Kaca Plan Paralel

1. Letakkanlah karton di atas meja

2. Ambilah kertas grafik dan letakkan di atas karton

3. Buat garis tepat di tengah sepanjang kertas arah vertikal dan horisontal

71

Page 72: Modul Praktikum Fisika

4. Letakkanlah kaca plan paralel di atas kertas grafik lalu gambarlah bagiantepi kaca

tersebut

5. Buatlah garis vertikal sebagai garis normal (N)

6. Buatlah sudut datang (i) dan masukkan nilai sudutnya250 ,300 , 350

7. Tancapkan jarum pentul di titik A dan B pada sudut

8. Ukur besar sudut bias (r) dan garis normal,kemudian masukkan hasilnya pada tabel

pengamatan.

9. Ulangi langkah 1-8 sebanyak 3 kali dengan besar sudut datang yangberbeda-beda.

No i1 r1 i2 r2 β D

1

2

3

Tugas Setelah Percobaan

a. Berdasarkan data percobaan yang diperoleh, tentukan indeks bias bahan prisma yang

digunakan!

b. Tentukan pula pergeseran sinar pada kaca plan paralel tiap percobaan!

72

Page 73: Modul Praktikum Fisika

PERCOBAAN XIII

HUKUM OHM DAN

RANGKAIAN HAMBATAN SERI DAN PARALEL

A. Standar Kompetensi

Memahami gejala hukum ohm dan hubungannya dalam kehidupan sehari-hari serta

menerapkan konsep kelistrikan dalam penyelasaian masalah dan berbagai produk dan

teknologi.

B. Kompetensi Dasar

Merangkai komponen listrik (resistor) yang tersusun secara seri, paralel, serta dapat

mengukur kuat arus dan tegangan masing-masing resistor.

C. Indikator

1. Mampu menyusun rangkaian seri dan paralel dengan benar.

2. Mampu mengukur besarnya hambatan, kuat arus dan tegangan dalam rangkaian.

D. Tujuan Percobaan

1. Membuktikan hukum Ohm.

2. Mengenali sifat-sifat rangkaian seri dan paralel.

E. Alat dan Bahan

No. Nama Alat dan Bahan Jumlah

1 Resistor 1200Ω 2 Buah

2 Resistor 2200Ω 1 Buah

3 Multimeter 1 Buah

4 Project Board 1 Buah

5 Kabel Secukupnya

6 Catu Daya 1 Buah

F. Teori Dasar

Pengertian Arus Listrik

Arus listrik terjadi karena adanya aliran elektron dimana setiap elektron

mempunyai muatan yang besarnya sama. Jika benda mempunyai muatan negatif maka

73

Page 74: Modul Praktikum Fisika

benda tersebut mempunyai kelebihan elektron. Derajat termuatinya benda tersebut

diukur dengan jumlah kelebihan elektron yang ada. Muatan sebuah elektron sering

dinyatakan dalam simbol q yang memiliki nilai q=1,6 x 10-19 C.

Besarnya arus listrik dengan satuan banyaknya elektron per detik, namun

demikian ini bukanlah satuan yang praktis karena harganya terlalu kecil. Satuan yang

dipakai adalah ampere.

i=qt

Pengertian Tegangan

Misalnya kita mempunyai dua buah tabung yang dihubungkan dengan pipa. Jka

kedua tabung ditaruh di atas meja maka permukaan air pada kedua tabung akan sama

dan dalam hal ini tidak ada aliran air dalam pipa. Jika salah satu tabung diangkat maka

dengan sendirinya air akan mengalir dari tabung tersebut ke tabung yang lebih rendah.

Makin tinggi tabung diangkat maka makin daras aliran air yang melalui pipa.

Terjadinya aliran tersebut dapat dipahami dengan konsep energi potensial.

Tingginya tabung menunjukkan besarnya energi potensial yang dimiliki. Yang

paling penting dalam hal ini adalah perbedaan tinggi kedua tabung yang sekaligus

menentukan besarnya perbedaan potensial. Jadi semakin besar perbedaan potensialnya

semakin deras aliran air dalam pipa. Perlu diperhatikan bahwa beda potensial diukur

diantara ujung-ujung suatu konduktor. Jika kita brbicara tentang potensial pada titik

tertentu maka hal itu adalah sebenarnya kita mengukur beda potensial pada titik

tersebut terhadap suatu titik acuan tertentu. Sebagai standar titik acuan biasanya

dipilih titik tanah (ground).

Hukum Ohm

Ohm menggunakan rangkaian percobaan percobaan sederhana dengan rangkaian

sumber potensial secara seri, mengukur besarnya arus yang mengalir dan menemukan

hubungan linear sederhana, ditulis sebagai :

V=i R

Rangkaian Seri dan Paralel

Rangkaian Seri adalah salah satu rangkaian listrik yang disusun secara sejajar

(seri).Baterai dalam senter umumnya disusun dalam rangkaian seri.

Rangkaian Paralel adalah salah satu rangkaian listrik yang disusun secara berderet

(paralel). Lampu yang dipasang di rumah umumnya merupakan rangkaian paralel.

Rangakain listrik paralel adalah suatu rangkaian listrik, di mana semua input

74

Page 75: Modul Praktikum Fisika

komponen berasal dari sumber yang sama. Semua komponen satu sama lain tersusun

paralel. Hal inilah yang menyebabkan susunan paralel dalam rangkaian listrik

menghabiskan biaya yang lebih banyak (kabel penghubung yang diperlukan lebih

banyak). Selain kelemahan tersebut, susunan paralel memiliki kelebihan tertentu

dibandingkan susunan seri. Adapun kelebihannya adalah jika salah satu komponen

dicabut atau rusak, maka komponen yang lain tetap berfungsi sebagaimana mestinya

Gabungan antara rangkaian seri dan rangkaian paralel disebut rangkaian seri-

paralel(kadang disebut sebagai rangkaian campuran).

a. Rangkaian seri

Jumlah hambatan total rangkaian seri sama dengan jumlah hambatan tiap-

tiap komponen (resistor).

b. Rangkaian paralel

.

Jumlah kebalikan hambatan total rangkaian paralel sama dengan jumlah dari

kebalikan hambatan tiap- tiap komponen (resistor).

G. Tugas Sebelum Praktikum

1. Jelaskan bunyi hukum ohm serta aplikasinya di kehihidu[an sehari-hari

2. Jika tiga buah resistor dengan nilai yang sama yaitu R dirangkai seri dengan sebuah

tegangan besarnya E.

a. Hitung besar hambatan total

b. Hitung kuat arus yang mengalir dalam rangkaian

c. Hitung besar tegangan pada setiap resistor dalam rangkaian

d. Kesimpulan apa yang anda dapatkan dari hasil perhitungan a dan b diatas

H. Prosedur Percobaan

1. Hukum Ohm

75

Page 76: Modul Praktikum Fisika

R1 R2 R3

a. Persiapkan alat dan bahan sesuai dengan daftar alat dan bahan dengan

menggunakan 2 resistor masing-masing 1200Ω dan 2200Ω.

b. Susunlah rangkaian seperti dibawah ini :

c. Tegangan sumber diatur sebesar 3 Volt.

d. Amatilah arus yang melewati R1 dan R2.

e. Amatilah tegangan yang melewati R1 dan R2.

f. Ulangi langkah 3 dan 4 untuk sumber tegangan sebesar 4,5 Volt dan 6 Volt.

g. Masukan data hasil percobaan pada table berikut ini :

NOTegangan V

( Volt )

Kuat Arus I

( ampere)

Hambatan Ω

( Ohm )

1.

2.

3.

2. Rangkaian Seri

a. Persiapkan alat dan bahan sesuai dengan daftar alat dan bahan dengan

menggunakan 3 resistor masing-masing 1200Ω, 1200Ω dan 2200Ω.

b. Susunlah rangkaian seperti dibawah ini :

c. Tegangan sumber diatur sebesar 3 Volt

d. Amatilah pada alat ukur kuat arus dan tegangan pada hambatan R masing –

masing i dan v .

76

V1 V3V2

A

V

Page 77: Modul Praktikum Fisika

e. Ulangi langkah 3 dan 4 untuk tegangan sebesar 6 Volt.

f. Masukan data hasil percobaan ke dalam table dibawah ini :

No.V1

(V)

V2

(V

)

V3

(V)

Vtot

(V)

I1

(A)

I2

(A

)

I3

(V)

Itot

(A)

R1=

V1/ I1

R2=

V2/ I2

R3=

V3/ I3

R= Vtot/

Itot

1.

2.

3. Rangkaian Paralel

a. Persiapkan alat dan bahan sesuai dengan daftar alat dan bahan dengan

menggunakan 3 resistor masing-masing 1200Ω, 1200Ω dan 2200Ω.

b. Susunlah rangkaian seperti dibawah ini :

c. Tegangan sumber diatur sebesar 3 Volt

d. Amatilah pada alat ukur kuat arus dan tegangan pada hambatan R masing –

masing i dan v .

e. Ulangi langkah 3 dan 4 untuk tegangan sebesar 6 Volt.

f. Masukan data hasil percobaan ke dalam table dibawah ini :

No.V1

(V)

V2

(V

)

V3

(V)

Vtot

(V)

I1

(A)

I2

(A

)

I3

(V)

Itot

(A)

R1=

V1/ I1

R2=

V2/ I2

R3=

V3/ I3

R= Vtot/

Itot

1.

2.

77

Page 78: Modul Praktikum Fisika

PERCOBAAN XIV

HUKUM KIRCHHOFF

A. Standar Kompetensi

Menerapkan konsep kelistrikan dalam berbagai penyelesaian masalah dan berbagai

produk teknologi.

B. Kompetensi Dasar

Merangkai alat ukur listrik dan menggunakannya pada rangkaian tertutup secara baik

dan benar.

C. Indikator

1. Mahasiswa dapat membuktikan Hukum Kirchhoff secara kuantitatif.

2. Mahasiswa dapat menganalisis kuat arus pada rangkaian tertutup.

3. Mahasiswa dapat membuktikan Hukum I dan II Kirchhoff dalam percobaan.

D. Tujuan Percobaan

1. Menentukan kuat arus pada setiap cabang dalam suatu rangkaian listrik

2. Menentukan tegangan antara dua titik dalam suatu rangkaian listrik

E. Alat dan Bahan

No

.Nama Alat dan Bahan Jumlah

1 Ohmmeter 1 Buah

2 Voltmeter 1 Buah

3 Amperemeter 1 Buah

4 Power Supply (catu daya) 2 Buah

5 Resistor 100 ohm 3 Buah

6 Kabel Penghubung 6 Buah

F. Dasar Teori

Tegangan yang membentangi tiap elemen dan arus yang mengalir melalui tiap elemen

dalam sebuah rangkaian listrik diatur oleh kedua Hukum Kirchhoff. Secara historis, Gustav

Robert Kirchhoff (1824 – 1887) dalam membuat analisisnya tentang hukum tersebut, dengan

cermat mengikuti Faraday dalam memaparkan induksi listrik, Oersted dalam menghubungkan

78

Page 79: Modul Praktikum Fisika

Gambar 25 . Arus – arus pada titik cabang

A

I5

I4

I3

I2

I1

magnet listrik, Ampere dalam menghubungkan gaya dengan arus listrik, dan Ohm dalam

mengaitkan tegangan dan arus.

Hukum I Kirchhof

Hukum pertama ini disebut juga dengan Hukum Arus Kirchoff yang berbunyi :

“jumlah kuat arus yang menuju titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang

meninggalkan titik percabangan tersebut”. Artinya jumlah kuat arus pada semua cabang

yang bertemu pada satu titik sama dengan nol.

Hukum ini adalah konsekuensi dari hukum kekekalan muatan. Muatan yang masuk ke

sebuah simpul harus meninggalkan simpul tersebut karena muatan tidak dapat

terakumulasi pada sebuah simpul.

Secara matematis, Hukum I Kirchhoff dapat dituliskan sebagai berikut :

∑ I menuju titik percabangan = ∑ I meninggalkan titik percabangan

Pada gambar 1 arus I1, I2, dan I3 menuju titik cabang A, sedangkan arus I4 dan I5

meninggalkan titik cabang A.

∑ Imenuju titik percabangan = ∑ Imeninggalkan titik percabangan

I 1 + I 2 + I 3 = I 4 + I 5

Hukum II Kirchhoff

Hukum kedua ini disebut juga Hukum Tegangan Kirchhoff yang berbunyi :

“jumlah tegangan yang mengelilingi lintasan tertutup sama dengan nol”. Hukum ini

merupakan konsekuensi kekekalan energi dan sifat konservatif rangkaian listrik. Hukum

Tegangan Kirchhoff dapat diterapkan pada rangkaian dengan beberapa cara yang berbeda.

Sebuah metoder yang memberikan sedikit kesalahan penulisan persamaan dibanding

lainnya, terdiri dari gerakan sekeliling rangkaian tertutup menurut arah jarum jam dan

menulis langsung tegangan setiap elemen yang terminal ( + ) nya dijumpai dan menulis

negatif bagi setiap tegangan yang pertama dijumpai tanda ( - ) .

Secara matematis Hukum Tegangan Kirchhoff dapat dituliskan sebagai berikut :

79

Page 80: Modul Praktikum Fisika

d

cba

I3

I2I1

R3

R2R1

E1 E2

Gambar 26 . Skema Rangkaian Percobaan

∑V + ∑ I . R = 0

Dari gambar 2, kuat arus yang mengalir dapat ditentukan dengan menggunakan

beberapa aturan sebagai berikut :

1. Tentukan arah putaran arusnya untuk masing-masing loop.

2. Arus yang searah dengan arah perumpamaan dianggap positif.

3. Arus yang mengalir dari kutub negatif ke kutup positif di dalam elemen dianggap

positif.

4. Jika hasil perhitungan kuat arus positif maka arah perumpamaannya benar, bila

negatif berarti arah arus berlawanan dengan arah pada perumpamaan.

G. Tugas Sebelum Percobaan

1. Jelaskan Hukum I dan II Kirchhoff !

2. Mengapa burung yang sedang bertengger di kabel listrik tidak tersengat arus

listrik ? jelaskan !

H. Langkah – Langkah Percobaan

Langkah I - Mengukur besar resistansi/hambatan yang digunakan

1. Dengan menggunakan ohmmeter yang ada pada multimeter, ukur tiap-tiap

resistansi/hambatan yang digunakan, nyatakan dalam ohm ( Ω ) dan catat sebagai

R1 , R2, dan R3

Langkah II - Mengukur besar tegangan sumber yang digunakan

80

Page 81: Modul Praktikum Fisika

1. Dengan menggunakan voltmeter yang ada pada basicmeter , ukur tiap-

tiaptegangan yang digunakan, nyatakan dalam volt ( V ) dan catat sebagai E 1 dan

E2

Langkah III - Mengukur kuat arus pada rangkaian

1. Merangkai alat dan bahan seperti skema di atas

2. Jika rangkaian sudah benar, tekan tombol ON pada kedua power supply

3. Mengukur kuat arus pada I1, I2 , dan I3 untuk E1 = 12 V dan E2 = 9 V

4. Mengukur kuat arus pada I1, I2 , dan I3 untuk E1 = 12 V dan E2 = 6 V

5. Mengukur kuat arus pada I1, I2 , dan I3 untuk E1 = 9 V dan E2 = 6 V

6. Dengan menggunakan voltmeter, ukur tegangan pada R1, R2, dan R3

7. Mencatat hasil pengukuran pada data pengamatan

Catatan :

- pada saat mengukur tegangan, alat ukur diparalelkan dengan rangkaian

- pada saat mengukur arus, alat ukur diserikan dengan rangkaian

- saat menggunakan alat ukur, gunakan batas ukur yang paling besar terlebih dahulu

agar tidak merusak alat ukur tersebut

1. Mengukur resistansi/hambatan yang digunakan :

R1 = ... ohm R2 = ... ohm R3 = ... ohm

2. Mengukur tegangan sumber yang digunakan :

No Percobaan E1 E2

1 I ... volt ... volt

2 II ... volt ... volt

3 III ... volt ... volt

3. Mengukur kuat arus pada rangkaian :

No Percobaan I1 I2 I3

1 I ... ampere ... ampere ... ampere

2 II ... ampere ... ampere ... ampere

3 III ... ampere ... ampere ... ampere

4. Mengukur tegangan pada masing – masing resistor:

No Percobaan R1 R2 R3

1 I ... volt ... volt ... volt

81

Page 82: Modul Praktikum Fisika

2 II ... volt ... volt ... volt

3 III ... volt ... volt ... volt

PERCOBAAN XV

MENENTUKAN MOMEN MAGNETIK PADA MAGNET BATANG

A. Standar Kompetensi

Menerapkan konsep kemagnetan dalam berbagai penyelesaian masalah dan berbagai

produk teknologi.

B. Kompetensi Dasar

Merangkai percobaan penentuan momen magnetik pada magnet batang.

C. Indikator

1. Mahasiswa dapat menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi momen magnetik

pada magnet batang.

D. Tujuan Percobaan

1. Menentukan momen magnetik pada magnet batang.

2. Menentukan faktor yang mempengaruhi momen magnetik

E. Alat dan Bahan

No

.Nama alat Jumlah

1 Mistar (1/2 m dan 1 m) 2 buah

2 Kompas/magnetometer 1 buah

3 Magnet batang 2 buah

F. Dasar Teori

Misalkan sebuah magnetometer (kompas) dipengaruhi oleh sebuah magnet

batang yang berada di sebelah barat kompas tersebut, maka jarum magnetometer akan

setimbang jika k dua gaya (yang berlawanan itu) sama besar, atau jika

F × BC=H 0 m× AC

Sehingga ; F=H 0 mACBC

=H 0 m tanθ

Dimana :

82

Page 83: Modul Praktikum Fisika

S U

2l

W E

N

S

US

W E

N

S

US

W E

N

S

U S

H0 adalah komponen horizontal dari medan magnet bumi.

m’ adalah kuat kutub kompas.

Apabila panjang magnet batang adalah 2l, momen magnetiknya M dan jarak

dari titik pusat kompas adalah d, maka besar gaya F adalah :

F=2 M m' d(d2−l2)2 dyne

jika persamaan (8.2) disubtitusiskan ke persamaan (8.1), akan diperoleh :

M=(d2−l2)2

2 dH 0 tanθ

Besar momen magnetic (m)dari sebuah magnet batang dapat ditentukan

dengan mengukur h0, d, l dan θ . H0 dapat ditentukan dengan menggunkan percobaan

lain. Dan dalam percobaan ini h0 dianggap 0,18 oersted.

G. Tugas Sebelum Percobaan

1. Apa yang dimaksud dengan momen magnetik ?

2. Tuliskan jenis-jenis magnet ?

H. Prosedur Percobaan

7. Ukurlah panjang magnet batang dengan menggunakn mistar!

8. Letakkan kompas di atas sebuah mistar tepat di tengah tengah mistar tersebut.

Aturlah posisi kompas sehingga berada ditengah tengah mistar kayu dengan

benar. Arahkan mistar ke barat-timur.

9. Letakkan magnet batang dengan posisi barat-timur. Pada arah d dari kompas.

Perhatikan simpangan arm magnetometer dan catatlah besar simpangannya θ.

83

Page 84: Modul Praktikum Fisika

W E

N

S

U S

10. Baliklah arah medan magnet batang . Ujung S mendekati magnetometer

(usahakan agar jarak d tidak berubah), Catatlah besar simpangannya θ.

11. Lakukanlah langkah 1 sampai 4 untuk jarak d yang berbeda

12. Lakukanlah langkah percobaan 1- 4 dengan menggunakan magnet batang yang

berbeda

2. Tugas setelah percobaan

1. Tuliskan data percobaan pada tabel berikut ini:

Percobaan ke- l (m) d (m)

Penyimpanga

n (θ)

utara

Penyimpangan

(θ)

selatan

1 0,03

0,35

0,30

0,25

2 0,45

0,35

0,30

0,25

2. Tentukan nilai momen magnetic (M) magnet batang berdasarkan data yang

anda peroleh beserta ralat pengukurannya!

3. Tuliskan kesimpulan yang anda peroleh dari percobaan ini!

84

W E

N

S

US

Page 85: Modul Praktikum Fisika

PERCOBAAN XVI

HUKUM ARCHIMEDES

A. Standar Kompetensi

Memahami konsep dan penerapan hukum Archimedes dalam kehidupan sehari-hari.

B. Kompetensi Dasar

Menyelidiki perbedaan berat benda di udara dengan berat benda dalam air.

C. Indikator

1. Mahasiswa dapat merancang dan melakukan percobaan untuk membuktikan hukum

Archimedes.

2. Mahasiswa dapat mengetahui penyebab perbedaan berat benda di udara dengan di air.

D. Tujuan Percobaan

1. Dapat melihat perbedaan berat benda di udara dengan di air.

2. Dapat memahami konsep hukum Archimedes.

3. Dapat melihat hubungan antara pengurangan berat benda dengan volume benda yang

dikalikan dengan percepatan gravitasi dan massa jenis zat cair.

E. Alat dan Bahan

No. Nama Alat Jumlah

1. Jangka Sorong 1 Buah

2. Hidrometer 1 Buah

3. Dasar Statif 1 Buah

4. Batang Statif 2 Buah

5. Klem Universal 1 Buah

6. Beban 3 Buah

7. Air Secukupnya

8. Bejana 1 Buah

9. Dinamometer 1 Buah

F. Dasar Teori

85

Page 86: Modul Praktikum Fisika

Fluida merupakan sesuatu yang dapat mengalir sehingga sering disebut sebagai zat

alir. Fasa zat cair dan gas termasuk ke dalam jenis fluida.Fluida selalu mempunyai bentuk

yang dapat berubah secara kontinyu mengikuti bentuk wadahnya karena fluida tidak dapat

menahan gaya geser.

Suatu benda yang dicelupkan dalam zat cair mendapat gaya ke atas sehingga benda

kehilangan beratnya (beratnya menjadi berat semu). Gaya ke atas ini disebut sebagai gaya

apung (buoyancy), yaitu suatu gaya ke atas yang dikerjakan oleh zat cair pada benda.

Munculnya gaya apung adalah konsekuensi dari tekanan zat cair yang meningkat dengan

kedalaman. Dengan demikian berlaku hubungan :

Gaya apung = berat benda di udara – berat benda dala

Gaya apung = W – W’

Dengan : W = berat benda di udara (N)

W’ = berat benda di dalam zat cair (N)

Cara Archimedes menemukan hukumnya yaitu:pertama, jika dicelupkan batu ke

dalam suatu bejana yang berisi air,maka pemukaan air akan naik.Ini karena batu

menggantikan volum air. Jika batu dicelupkan pada bejana yang penuh berisi air, maka

sebagian dari air akan tumpah dari bejana. Volum air yang ditampung tetap sama dengan

volume batu yang menggantikan air. Jadi, Suatu benda yang dicelupkan seluruhnya dalam

zat cair selalu menggantikan volum zat cair yang sama dengan volum benda itu sendiri.

Kedua, Archimedes mengaitkan antara gaya apung yang dirasakannya dengan volum

zat cair yang dipindahkan benda. Dari sinilah Archimedes (287-212 SM),ilmuan Yunani

kuno, berhasil menemukan hukumnya, yaitu hukum Archimedes yang berbunyi :

Gaya apung yang bekerja pada suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke

dalam suatu fluida sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut.

Penyebab munculnya gaya apung yang dikerjakan oleh suatu fluida kepada benda

yang tercelup dalam fluida karena selisih antara gaya hidrostatis yang dikerjakan fluida

terhadap permukaan bawah dengan permukaan atas benda.Dengan kata lain, gaya apung

terjadi karena makin dalam zat cair, maka makin besar tekanan hidrostatisnya. Ini

menyebabkan tekanan pada bagian bawah benda lebih besar daripada tekanan pada bagian

atasnya

G. Tugas Sebelum Percobaan

1. Bagaimanakah bunyi dari hukum Archimedes ?

2. Sebutkan rumus-rumus yang digunakan dari percobaan Hukum Archimedes dan

besaran-besaran apa saja yang digunakan di dalamnya ?

86

Page 87: Modul Praktikum Fisika

H. Prosedur Percobaan

1. Menyediakan alat-alat serta bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini.

2. Mengukur diameter dan tinggi beban yang digunakan dengan menggunakan

jangka sorong. Lakukan pengukuran secara berulang sebanyak 3 kali pada

masing-masing beban.

3. Menghitung volume beban tersebut.

4. Mengukur massa jenis zat cair yang digunakan dalam percobaan tersebut dengan

menggunakan hidrometer.

5. Mengukur berat beban tersebut di udara dengan menggunakan dinamometer

seperti gambar berikut :

Gambar 27. Mengukur dengan dinamometer di udara

6. Mengukur berat benda di dalam air dengan menggunakan dinamometer yang

digantungkan di statif.

Gambar 28. Mengukur dengan dinamometer di air

7. Membandingkan berat beban yang diukur di udara dengan berat beban yaqng

diukur di dalam air.

8. Menulis data yang diperoleh di lembar data percobaan.

Tabel 8.1 Hasil Percobaan

BEBAN d (cm) t (cm)

87

Page 88: Modul Praktikum Fisika

d1 d2 d3t1 t2 t3

1

2

3

Tabel 8.2 Pengolahan data

Beban d (cm) t (cm) V (cm3

) W (N) W’ (N) ρ W – W’

1.

2.

3.

I. Tugas setelah percobaan

1. Apa artinya pengurangan berat benda bilamana ditimbang di dalam zat cair dengan di

udara ?

2. Hitung volume beban yang digunakan, untuk mengetahui besar gaya keatas yang di

berikan air tehadap beban secara teori!

3. Bandingkan besar selisih berat benda di air dan diudara dengan besar gaya archimedes

secara teori sebagai nilai persen kesalahan yang terjadi dalam praktikum!

88

Page 89: Modul Praktikum Fisika

Bahan Ajar

PRAKTIKUM FISIKA UMUM

Dosen Pengampu Mata Kuliah :

Yul Ifda Tanjung, S.Pd

89

Page 90: Modul Praktikum Fisika

KATA PENGANTAR

Diktat Praktikum Fisika Umum ini ditulis bertujuan untuk membantu para mahasiswa jurusan Fisika FMIPA UNIMED medan yang sedang mengikuti mata kuliah Fisika Umum dan juga bagi para pembaca yang berminat mempelajari percobaan-percobaan dalam Fisika. Sehingga dalam penyajiannya diupayakan menggunakan bahasa sederhana dan mudah di pahami dan diikuti pemberian prosedur percobaan yang jelas.

Materi yang dibahas dalam buku ini meliputi teori pengukuran dan kesalahan dalam pengukuran. Untuk memperdalam pemahaman pembaca disajikan pula teori-teori pendukung praktikum sehingga mempermudah pembaca menghubungkan konsep dasar dan mampu mempraktekkannya dalam kehidupan sehari-hari. Diktat ini cocok sebagai bahan kajian untuk menghadapi ujian bagi mahasiswa danberguna dalam membantu pemahamankonsep dasar Fisika Umum.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada rekan-rekan dosen yang memberikan dukungan dan bersedia diajakdiskusi oleh penulis yang berkenaan dengan konsep-konsep yang diuraikan dalam buku ini dan juga kepada semua pihak yang membantu penjilitan buku ini.

Materi yang dibahas dalam buku ini mungkin masih banyak kekurangannya tanpa disadari oleh penulis. Oleh karena itu, penulis sangatmengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun dari pembaca demi menyempurnakan kritika dan saran yang sifatnya membangun dari pembaca demi penyempurnaan dari buku ini. Semoga buku ini dapat memberikan manfaat yang banyak kepada pembaca.Amin.

Medan, 2012

Penulis

90i