85
Laporan akhir praktikum fisika PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Dasar dalam mempelajari suatu ilmu teknik adalah ilmu fisika. Hal ini terbukti pada Perguruan Tinggi Teknik, mata kuliah Mekanika Teknik, Mekanika Fisika, Kinematika, Dinamika dan sebagainya merupakan mata kuliah dasar umum yang harus dipelajari. Semuanya itu diperoleh dari mata kuliah Fisika yang merupakan bekal dalam menyelesaikan studi. Ilmu pengetahuan teknik dan fisika khususnya, merupakan ilmu-ilmu yang berkembang, bukan berdasarkan teori saja tetapi berdasarkan atas pengamatan dan pengukuran gejala fisis. Berdasarkan analisa data-data dari suatu percobaan dan menentukan benar tidaknya suatu ilmu pengetahuan. Bahkan kemungkinan terjadinya penemuan- penemuan baru dengan diterapkannya teori analisa percobaan. Memahami petunjuk-petunjuk praktikum merupakan suatu keharusan sehingga teori dari suatu ilmu pengetahuan dikuasai dengan baik dan dalam percobaan didapatkan hasil dan data-data yang tepat. 1.2. Tujuan Praktikum Fisika Dasar ini diadakan dengan tujuan agar mahasiswa dapat: 1. Memiliki dasar-dasar cara kerja penelitian atau eksperimen ilmiah. Laboratorium fisika ITN Malang 1

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA

Embed Size (px)

Citation preview

Laporan akhir praktikum fisika

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Dasar dalam mempelajari suatu ilmu teknik adalah

ilmu fisika. Hal ini terbukti pada Perguruan Tinggi

Teknik, mata kuliah Mekanika Teknik, Mekanika

Fisika, Kinematika, Dinamika dan sebagainya

merupakan mata kuliah dasar umum yang harus

dipelajari. Semuanya itu diperoleh dari mata kuliah

Fisika yang merupakan bekal dalam menyelesaikan

studi.

Ilmu pengetahuan teknik dan fisika khususnya,

merupakan ilmu-ilmu yang berkembang, bukan

berdasarkan teori saja tetapi berdasarkan atas

pengamatan dan pengukuran gejala fisis.

Berdasarkan analisa data-data dari suatu

percobaan dan menentukan benar tidaknya suatu ilmu

pengetahuan. Bahkan kemungkinan terjadinya penemuan-

penemuan baru dengan diterapkannya teori analisa

percobaan.

Memahami petunjuk-petunjuk praktikum merupakan

suatu keharusan sehingga teori dari suatu ilmu

pengetahuan dikuasai dengan baik dan dalam percobaan

didapatkan hasil dan data-data yang tepat.

1.2. TujuanPraktikum Fisika Dasar ini diadakan dengan tujuan agar mahasiswa dapat:1. Memiliki dasar-dasar cara kerja penelitian ataueksperimen ilmiah.

Laboratorium fisika ITN Malang 1

Laporan akhir praktikum fisika

2. Mengamati secara langsung mengenai gejala-gejala fisis dari suatu alat.

3. Memiliki ketrampilan dalam menggunakan alat-alat di laboratorium.

4. Membiasakan selalu bekerja dengan teliti dan tanggung jawab.

5. Melatih untuk selalu membuat catatan baru

suatu pengamatan percobaan baik itu meringkas,

menafsirkan dan menganalisa.

1.3. Teori KesalahanDalam melakukan percobaan selalu dimungkinkan

terjadi kesalahan. Oleh sebab itu kita harus

menyertakan angka-angka kesalahan agar kita dapat

memberi penilaian yang wajar dari hasil percobaan.

Jadi hasil perobaan tidak selalutepat namun terdapat suatu jangkauan

harga: x x x x x

Dengan x merupakan nilai terbaik sebagai

pengganti nilai yang benar, x 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-sumberKesalahan

Setiap hasil pengukuran tidak terlepas dari

suatu kesalahan, hal ini disebabkan oleh adanya Laboratorium fisika ITN Malang 2

Laporan akhir praktikum fisika

tiga sumber kesalahan yaitu:

1. Kesalahan bersistem, seperti kesalahan

kalibrasi, zero error, paralaks, keadaan fisis

yang berbeda.

2. Kesalahan acak, disebabkan misalnya oleh

gerak Brown, fluktuasi tegangan listrik, noise,

back ground dan sebagainya

3. Kesalahan karena tingkat ketelitian alat ukur

modern, seperti kalau kita membandingkan

beberapa alat sejenis osiloskop, spektrometer,

digital counter dsb.

2. Penulisan Kesalahan Pada HasilPengukuran

Penyimpangan yang terjadi karena pengamatan,

kondisi alat maupun kondisi obyek atau situasi

tempat (suhu, tekanan dan kelembaban) dapat

diperhitungkan secara analisa data

statistik.Misal nilai pengukuran datahasil : X1; X2; X3....... Xn

Maka dapat dianalisa sebagai berikut :

No Xi Xi - Xi -

1.

2.

.

.

.

X1

X2

.

.

.

.

.

.

X1 -

X2 -

.

.

X1 -

2

X2 -

2

.

Laboratorium fisika ITN Malang 3

Laporan akhir praktikum fisika

Cara memperkirakan dan menyatakan kesalahan

ini, bergantung pada jenis pengukuran yang

dilakukan yaitu pengukuran berulang atau tunggal.

Hasil pengukuran tunggal dapat dinyatakan dengan:

x x xDengan x adalah hasil pengukuran tunggal dan

x merupakan ½ kali skala pengukuran terkecil

(s.p.t) dari alat ukur. Contoh t = (2,10 0.05)

detik. Penulisan hendaknya menggunakan angka

signifikan yang benar, angka di belakang koma

dari kesalahan tidak boleh lebih dari angka di

Laboratorium fisika ITN Malang 4

Laporan akhir praktikum fisika

belakang koma dari hasil rata-rata, apabila

dijumpai bilangan yang sangat besar atau sangat

kecil hendaknya digunakan bentuk eksponen

dan satuan harus dituliskan.

Contoh:Penulisan yang Salah Penulisan yang

Benark (200 ,1 0,215 ) K /

dtk (200 ,1 0,2) K /

dtd (0,000002 0,00000035)mm

d (20 4) x10 7 mm

22 / 7 3,1415F (2700000 30000)N F (270 3) x10 4 N

D. Pembuatan Grafik dan Metode Kuadrat TerkecilSelain disajikan dalam bentuk angka-angka, hasil

percobaan juga dapat disajikan dalam bentuk grafik

atau kurva dari variabel yang dikehendaki. Pembuatan

grafik mempunyai tujuan untuk melihat hubungan antar

variabel, menghitung konstanta dari rumus dan

membuktikan rumus.

Untuk keperluan menghitung konstanta maupunmembuktikan rumus, kurva diusahakan berbentuklinear y = a + bx. Misalkan sekumpulan data x1, x2, x3,

…, xn yang berhubungan secara linear dengan y1, y2,

y3, …, yn; makakonstanta a dan koefisien b dapat ditentukan sebagai berikut:

Laboratorium fisika ITN Malang 5

Laporan akhir praktikum fisika

Laboratorium fisika ITN Malang 6

Laporan akhir praktikum fisika

BAB II

PERCOBAAN YANG DILAKUKAN

2.1 Percobaan Hukum KirchoffI. Tujuan PercobaanMempelajari hukum Kirchoff arus dan hukum Kirchoff tegangan.

II. Teori DasarArus yang mengalir pada tiap bagian yang

rumit dapat diselesaikan dengan menggunakan hukum

Kirchoff yaitu:

1. Jumlah arus yang masuk suatu sambungan akan

sama dengan jumlah arus lewat dari sambungan

tersebut.

2. Pada rangkaian tertutup jumlah sumber tegangan akan sama dengan jumlah penurunan potensial.

Laboratorium fisika ITN Malang 5

Laporan akhir praktikum fisika

III. AlatPercobaan

1. Papan rangkaian2. Hambatan3. Catu Daya4. Alat ukur arus dan tegangan listrik

IV. ProsedurPercobaan

1. Menyusun rangkaian seperti pada gambar 22. Menentukan besar tegangan E yang digunakan.

3. Mengukur besar arus yang mengalir pada

masing-masing resistor pada rangkaian

.

4. Mengukur tegangan pada masing-masing resistor (V1, V2, V3, V4, V5),

5. Menuliskan data hasil percobaan pada lembar data.

Laboratorium fisika ITN Malang 6

P

E

Q

Laporan akhir praktikum fisika

V. Data Percobaan Hukum Kirchoff

E = 7,79 Volt

R (Ω) I (A) V (Volt)R1 = 197,48 27,80 x 10-3 5,49

R2 = 270,58 5,10 x 10-3 1,38

R3 = 147,52 9,20 x 10-3 1,36

R4 = 101,48 13,50 x 10-3 1,37

R5 = 21,94 27,8 x 10-3 0,61

VI. Analisis percobaan

1. Pembuktian hukum Kirchoff arus

Hukum Kirchoff arus menyatakan bahwa jumlah arus yang

menuju titik cabang harus sama dengan jumlah arus yang

meninggalkan titik cabang tersebut. Persamaan ini dapat

dinyatakan dengan.

dalam percobaan diketahui bahwa

IR1 = IR5 = 27,80 x

10-3A

IR2 = 5,10 x 10-3 A

Laboratorium fisika ITN Malang 7

Laporan akhir praktikum fisika

IR3 = 9,20 x 10-3

IR4 = 13,50 x 10-3

Pada titik cabang P :

I∑ masuk=IR1=IR2+IR2+IR4= 27,80 x 10-3A

maka arus yang keluar pada titik Q adalah

Ikeluar = 5,10 x 10-3 + 9,20 x 10-3+ 13,50 x 10-3 =

27,80 x 10-3A

Terbukti jumlah arus masuk titik pada cabang P sama

dengan jumlah arus keluar pada titik cabang Q .

2. Pembuktian hukum Kirchoff

Dalam hukum Kirchoff menyatakan bahwa jumlah tegangan

dalam rangkaian tertutup sama dengan nol.

∑V= 0 E+ VR1 + VR pararel + VR5= 0

dalam percobaan diketahui besarnya E = 9,28 V dan tegangan

pada masing masing titik adalah

VR1 = 5,49 V

VR5 = 0,61 V

VR pararel = 1,37 V

Arah loop :

Laboratorium fisika ITN Malang 8

Laporan akhir praktikum fisika

Jika memisalkan arah loop searah jarum jam

maka

∑V = 0

∑V = E + VR1 + VRparalel + VR5 = 0

∑V = 7,79 +5,49+1,37+0,61 = 0,32

3. Perbandingan besar arus dan tegangan antara perhitungan

fisika dan pengukuran langsung.

Berikut tabel hasil dari pengukuran tegangan dan arus .

R (Ω) I (A) V (Volt)R1 = 197,48 27,80 x 10-3 5,49

R2 = 270,58 5,10 x 10-3 1,38

R3 = 147,52 9,20 x 10-3 1,36

R4 = 101,48 13,50 x 10-3 1,37

R5 = 21,94 27,8 x 10-3 0,61

Perhitungan Secara Matematis

Laboratorium fisika ITN Malang 9

Laporan akhir praktikum fisika

Rumus untuk mencari tegangan adalah

V = I.

R

maka

Rtot = R1 + Rpararel + R5

= 197,48 +

+ 21,94

= 196,33 + 49,22 + 21,94

= 268,64Ω

Itotal =

=

= A

Untuk tegangan pada masing masing rangkaian didapat

VR1 = Itotal.R1

= .

VRpararel = Itotal.Rpararel

=

Laboratorium fisika ITN Malang 10

Laporan akhir praktikum fisika

VR5 = Itotal.R5

Untuk arus pada masing masing rangkaian didapat

1. I1 = I5 = 27,8

2. I2 = Vpararel/R2

=

=

3. I3 = Vpararel/R3

=

=

4. I4 = Vpararel/R4

=

=

Tabel perbandingan kuat arus dan tegangan dari hasil

pengukuran langsung dengan perhitungan matematis.

NO Perhitungan pengukuranlangsung

Perhitunganmatematis

Tegangan(V)

Arus (A) Tegangan(V)

Arus (A)

1 5,49 27,80 x 10-3

Laboratorium fisika ITN Malang 11

Laporan akhir praktikum fisika

2 1,38 5,10 x 10-3

3 1,36 9,20 x 10-3

4 1,37 13,50 x 10-3

5 0,61

27,80 x 10-3

4. Kesimpulan

1. Untuk pembuktian hukum kirchoff tegangan didapat hasil

0,32 V dan hukum Kirchoff arus didapat hasil 27,80 x 10-3

A. Setelah dilakukan perhitungan didapat hasil yang

hampir mendekati kedua hukum kirchoff tersebut. Untuk

hukum Kirchoff tegangan didapat hasil nol kemungkinan

kesalahan ini adalah pada waktu pelaksanaan praktikum

multimeter tidak dapat membaca dengan bagus karena pada

saat percobaan pengukuran harus dilakukan berulang kali

karena multimeter mengalami beberapa kali error, selain

itu dapat juga disebabkan oleh adanya hambatan dalam

pada power supply dan hambatan pada kabel yang dapat

mengurangi besarnya tegangan pada rangkaian. Hal yang

sama juga terjadi pada kuat arus dimana terdapat

selisih yang berbeda-beda antara tiap arus yang dibaca

alat ukur dengan yang dihitung secara matematis.

2. Untuk perbandingan antara kuat arus dan tegangan yang

dihitung secara matematis dan yang diukur langsung

menunjukkan hasil yang berbeda-beda. Hal ini dapat

Laboratorium fisika ITN Malang 12

Laporan akhir praktikum fisika

disebabkan karena pada pengukuran langsung, akan terbaca

tegangan dan kuat harus yang telah dipengaruhi oleh

hambatan baik hambatan pada kabel atau hambatan dalam pada

power supply. Sedangkan pada perhitungan secara matematis

hambatan hambatan ini diabaikan sehingga akan mempengaruhi

hasil antara tegangan dan kuat arus yang diukur dengan

alat ukur dengan yang dihitung secara manual.

Laboratorium fisika ITN Malang 13

Laporan akhir praktikum fisika

2.2 Percobaan Hukum Ohm

I. Tujuan percobaan1. Menentukan besar hambatan listrik suatu resistor

dengan bantuan Hukum

Ohm.

2. Menentukan hubungan antara arus yang lewat pada

resistor dengan beda potensial antara ujung-ujung

resistor tersebut.

II. Teori dasarBila suatu kawat penghantar diberi beda

tegangan diantara kedua ujungnya, maka dalam

kawat penghantar itu akan timbul arus listrik, yang

dinyatakan sebagai :

V = I R ………………………. (1)

Dengan V merupakan beda tegangan, I adalah aruslewat penghantar dan R adalah hambatanpenghantar .

Persamaan (1) menunjukkan bahwa hukum Ohm berlaku

Laboratorium fisika ITN Malang 14

Laporan akhir praktikum fisika

jika hubungan V dan I adalah linier. Arus listrik

dapat diukur dengan menggunakan amperemeter dan

tegangan dengan menggunakan voltmeter.

Dalam rangkaian dasar sederhana amperemeter

dirangkai secara seri dengan hambatan untuk mengukur

kuat arus yang mengalir dalam hambatan (gambar.1).

Untuk mengukur beda tegangan kedua ujung

hambatan maka voltmeter dirangkai secara paralel denganhambatan (gambar. 2).

III. ALAT DAN BAHAN1. Papan rangkaian2. Sumber daya DC3. Sebuah voltmeter4. Sebuah amperemeter

Laboratorium fisika ITN Malang 15

Laporan akhir praktikum fisika

5. Resistor6. Kabel 50 cm7. Hambatan geser

IV. PROSEDUR PERCOBAAN1. Menyusun rangkaian seperti pada gambar 3.2. Mengatur hambatan geser (RH) agar arus yang

ditunjukkan pada ampermeter berubah.

3. Mencatat besar arus pada ampermeter.4. Mencatat besar tegangan pada Voltmeter.5. Mengulangi percobaan 2 sampai 10 kali.6. Menuliskan data diatas pada lembar data.

IV. Data hasil percobaan hukum ohm

No I (A) V (Ω) R (Ω)1 39,2 x 10-

3

4,29 109,43

2 40,3 x 10-

3

4,63 114,88

3 41,9 x 10-

3

4,75 113,36

4 43,3 x 10- 5,13 118,47

Laboratorium fisika ITN Malang 16

Laporan akhir praktikum fisika3

5 46,3 x 10-

3

5,62 121,38

6 48,2 x 10-

3

5,64 117,01

7 50,9 x 10-

3

5,93 116,5

8 52,7 x 10-

3

6,23 118,22

9 55,4 x 10-

3

6,79 122,56

10 64,0 x 10-

3

8,69 135,78

V .Analisis percobaan

1. Grafik hubungan V-I

Grafik hubungan tegangan (V) terhadap kuat arus (A)

berdasarkan hasil percobaan

Laboratorium fisika ITN Malang 17

Laporan akhir praktikum fisika

Dari grafik terlihat bahwa terjadi peningkatan kuat

arus seiring dengan pertambahan tegangan. Ini terlihat

dari grafik dimana semakin tinggi tegangan meningkat

maka semakin tinggi pula jumlah arus yang terjadi. Hal

ini sesuai dengan persamaan V = I.R dimana tegangan (V)

berbanding lurus dengan kuat arus (I) yang artinya kuat

arus akan terus meningkat seiring dengan meningkatnya

tegangan.

2. Menentukan besarnya resistor.

berdasarkan analisa grafik hubungan V- I didapat

besarnya resistor yaitu

ΔV = 4,63 – 4,29 = 0,34 V

ΔI = 0,0403 - 0,0392 = 0,0011 A

maka :

R = = = 309,09 Ω

4. Kesimpulan

1. Dari hasil analisa dapat disimpulkan bahwa hubungan

antara tegangan dan kuat arus adalah berbanding lurus

yaitu jika tegangan semakin tinggi maka kuat arus juga

akan semakin tinggi, sesuai dengan persamaan V = I.R.

2. Besarnya resistor berdasarkan grafik adalah 309,09 Ω

Laboratorium fisika ITN Malang 18

Laporan akhir praktikum fisika

2.3 Percobaan Jembatan Wheatstone

I. Tujuan Percobaan1. Memahami rangkaian jembatan wheatstone.2. Mempelajari rangkaian jembatan wheatstone sebagai pengukur hambatan.

3. Mengukur besar hambatan dan membuktikan hukum

hubungan seri dan paralel.

4. Menentukan hambatan jenis suatu kawat penghantar.

II. Teori DasarJembatan Wheatstone adalah rangkaian yang

terdiri atas empat buah hambatan seperti terlihat pada gambar 1.

Laboratorium fisika ITN Malang 19

Laporan akhir praktikum fisika

R1, R2, R3 merupakan hambatan- hambatan yang sudah diketahui, sedangkan

Rx besar hambatan yang akan dicari. Pada keadaan galvanometer (G)

menunjukkan angka nol, berlaku hubungan :

Rx =R3

Dalam percobaan harga R1 dan R2 sebanding denganℓ1 dan ℓ2 (lihat gambar 2), sedangkan R3 digantidengan hambatan standar Rs,

sehingga persamaan (1) menjadi:

Laboratorium fisika ITN Malang 20

Laporan akhir praktikum fisika

Rx =Rs

Untuk menentukan hambatan jenis suatu kawat penghantar,dipakai rumus :

IV. Alat -alat1. Kawat geser (L)2. Hambatan dan kawat penghantar3. Galvanometer (G)4. Catu daya arus searah5. Hambatan Standar6. Hambatan geser7. Mistar

Laboratorium fisika ITN Malang 21

Laporan akhir praktikum fisika

V. Prosedur Percobaan1. Meyususun rangkaian seperti pada gambar 2. 2. Menentukan nilai Rs, kemudian atur kontak geser

K sehingga galvanometer menunjukkan angka nol.

3. Mencatat panjang l1 dan l2.4. Mengulangi langkah 2 dan 3 dengan mengubah nilai Rs sebanyak 10 kali.

5. Menuliskan data diatas pada lembar data.

VI. Data hasil percobaan

No Rs (Ω) L1 (m) L2 (m)1 2,0 1,61 2,392 3,8 1,41 2,593 5,6 1,26 2,744 7,4 1,14 2,865 9,2 1,01 2,996 11 0,96 3,047 12,8 0,86 3,148 14,6 0,79 3,219 16,4 0,76 3,2410 18,2 0,70 3,3

VII . Analisis percobaan

1. Menghitung Rx berserta kesalahan relatifnya.

untuk mencari Rx digunakan rumus

Rx =Rs

maka:

Laboratorium fisika ITN Malang 22

Laporan akhir praktikum fisika

1. Rx1 = 2,0. = 1,34 Ω

2. Rx2= 3,8. = 2,068 Ω

3. Rx3 = 5,6. = 2,57 Ω

4. Rx4 = 7,4. = 2,94 Ω

5. Rx5 = 9,2. = 3,10 Ω

6. Rx6 = 11. = 3,47 Ω

Laboratorium fisika ITN Malang 23

Laporan akhir praktikum fisika

7. Rx7 = 12,8. = 3,50 Ω

8. Rx8 = 14,6. = 3,59 Ω

9. Rx9 = 16,4. = 3,76 Ω

10. Rx10 = 18,2. = 3.86 Ω

maka harga Rx rata-rata dari percobaan adalah

=

1,34+2,068+2,57+2,94+3,10+3,47+3,50+3,59+3,76+3.86

10

= 3,019 Ω

Mencari kesalahan relatif tiap percobaan

NoRxi |Rxi- |

1 1,34 3,019 1,6792 2,068 3,019 0,951

Laboratorium fisika ITN Malang 24

Laporan akhir praktikum fisika

3 2,57 3,019 0,4494 2,94 3,019 0,0795 3,10 3,019 0,0816 3,47 3,019 0,4517 3,50 3,019 0,4818 3,59 3,019 0,5719 3,76 3,019 0,74110 3,86 3,019 0,841

Jumlah

3,019

1. Kr1 = .100% = 5,56 %

2. Kr2 = .100% = 31,5 %

3. Kr3 = .100% = 14,8 %

Laboratorium fisika ITN Malang 25

Laporan akhir praktikum fisika

4. Kr4 = .100% = 2,61 %

5. Kr5 = .100% = 2,68 %

6. Kr6 = .100% = 14.9 %

7. Kr7 = .100% = 15,9 %

8. Kr8 = .100% = 18,9 %

9. Kr9 = .100% = 24,5 %

Laboratorium fisika ITN Malang 26

Laporan akhir praktikum fisika

10. Kr10 = .100% = 27,8 %

maka kesalahan relative rata-

ratanya adalah

= 5,56+31,5+14,8+2,61+2,68+14,9+15,9+18,9+24,5+27,8

10

= 15,9 1%

2. Hambatan jenis kawat

Untuk menghitung hambatan jenis kawat digunakan

rumus :

dimana :

L = 74.10 -2

d = 0,365. 10-3 dan

A = πd2 = 0,25.3,14.(0,365.10-3)2 = 1,26.10-7 m2

Laboratorium fisika ITN Malang 27

Laporan akhir praktikum fisika

1. ρ1 = 1,34 . = 2,29.10-7 Ωm

2. ρ2 = 2,068 . = 3,51.10-7 Ωm

3. ρ3 = 2,57 . = 4,37.10-7Ωm

4. ρ4 = 2,94 . = 5,01.10-7Ωm

5. ρ5 = 3,10 . = 5,28.10-7 Ωm

6. ρ6 = 3,47 . = 5,91.10-7 Ωm

7. ρ7 = 3,50 . = 5,96.10-7 Ωm

8. ρ8 = 3,59 . = 6,11.10-7 Ωm

9. ρ9 = 3,76 . = 6,40.10-7 Ωm

Laboratorium fisika ITN Malang 28

Laporan akhir praktikum fisika

10. ρ10 = 3,86 . = 6,57.10-7 Ωm

Rata-rata hambatan jenis kawat adalah :

= 5,14.10-7

3. Standar devisiasi kawat

No. ρi 2

1. 2,29.10-

7

5,14.10-7 2,85.10-7 8,12.10-14

2. 3,51.10-

7

5,14.10-7 1,63.10-7 2,66.10-14

3. 4.37.10-

7

5,14.10-7 0,77.10-7 0,59.10-14

4. 5,01.10-

7

5,14.10-7 0,13.10-7 0,01.10-14

5. 5.28.10-

7

5,14.10-7 0,14.10-7 0,02.10-14

6. 5,91.10-

7

5,14.10-7 0,77.10-7 0,59.10-14

7. 5,96.10-

7

5,14.10-7 0,82.10-7 0,67.10-14

8. 6,11.10-

7

5,14.10-7 0,97.10-7 0.94.10-14

9. 6,40.10-

7

5,14.10-7 1,26.10-7 1,59.10-14

10. 6,57.10- 5,14.10-7 1,43.10-7 2,04.10-14

Laboratorium fisika ITN Malang 29

Laporan akhir praktikum fisika7

Jumlah 17,23.10-

14

Standar devisiasi hambatan jenis

= 17,23.10-14 =

113,82.10-14 = 1,38.10-7 10-1

ρ = ± SD

ρ = 5,14.10-7 ± 1,38.10-7

ρ1 = 5,14.10-7 – 1,38.10-7= 3,76.10-7

ρ2 = 5,14.10-7 +1,38.10-7= 6,52.10-7

Jadi besar hambatan jenis kawat penghantar

3,76.10-7≤ ρ ≤ 6,52.10-7Ωm

4. Hambatan jenis kawat penghantar

Literatur hambatan jenis bahan pengantar pada suhu

20oC

Laboratorium fisika ITN Malang 30

Laporan akhir praktikum fisika

Dari literatur didapat hambatan jenis kawat

pengantar yang digunakan adalah dari bahan manganin

dengan besar hambatan jenis manganin 44.10-8 Ωm.

Hambatan jenis manganin mendekati nilai dari rata-rata

hambatan jenis kawat penghantar yang digunakan yaitu

5,14.10-7 Ωm.

5. Kesimpulan

1. Dari hasil percobaan didapat kesimpulan rata-rata

hambatan jenis kawat penghantar adalah 5,14.10-7 Ωm

dengan besar standar devisiasi 1,38.10-7 maka akan

didapat besar hambatan jenis kawat dalam rentan

3,76.10-7≤ ρ ≤ 6,52.10-7 Ωm dan rata - rata nilai Rx

adalah 3,019Ω. Sesuai dengan besarnya rata-rata

hambatan jenis kawat penghantar didapat kawat tersebut

berbahan manganin.

2. Jembatan Wheatstone adalah suatu rangkaian yang

digunakan untuk mengukur hambatan pada sebuah resistor

dengan menggunakan alat alat diantarany galvanometer,

hambatan geser, hambatan standart dan mistar yang

dapat menghasilkan pengukuran hambatan secara lebih

presisi.

Laboratorium fisika ITN Malang 31

Laporan akhir praktikum fisika

2.4 Percobaan Modulus Puntir Logam

I. Tujuan Percobaan1. Menentukan harga modulus puntir logam.2. Memahami sifat elastis bahan di bawah pengaruh puntiran.3. Membandingkan nilai modulus puntir berbagai logam.

II. Teori DasarJika sebatang logam mengalami puntiran, maka

sudut puntiran tergantung dari gaya puntir dan

lengan gayanya.

Gambar 1. Tipe-tipe Tegangan : (a) Merenggang (b) Menekan (c) Memuntir

Untuk tegangan memuntir kita dapat tulis persamaan berikut:

Dimana L adalah pertambahan panjang, Lo adalah

panjang mula-mula dan A adalah luas permukaan

dimana gaya F itu bekerja. Dalam regangan geser

dan memuntir, gaya F bekerja sejajar dengan

permukaan A, sedangkan L, tegak lurus terhadap Lo.

Tetapan G adalah modulus puntir (share modulus)

Laboratorium fisika ITN Malang 32

Laporan akhir praktikum fisika

Modulus puntir logam dalam hal ini adalah

merupakan kekakuan puntiran bahan logam terhadap

nilai gaya, bahan, penampang logam. Jika suatu

batang logam mengalami suatu puntiran maka batang

tersebut disamping mengalami

gaya puntir juga mengalami gaya tarik.

Laboratorium fisika ITN Malang 33

Laporan akhir praktikum fisika

Tiap batang mengalami tegangan sebagai gaya

persatuan luas terlihat batang mengalami

perpindahan x (cm) sebagai akibat adanya gaya F,

yang besarnya berbanding lurus dengan penampang

horizontal. Pada percobaan modulus puntir terlihat

akibat adanya gaya mengalami pergeseran pada

batang, dimana batang dianggap homogen. Akibat

geseran puntiran pada piringan (gambar percobaan

yang dipuntir melalui piringan terhadap sumbunya,

akan mengalami pergeseran sudut puntir.

Maka besarnya moduluspuntir adalah :

Laboratorium fisika ITN Malang 34

Laporan akhir praktikum fisika

dimana : G = Modulus Puntir (share modulus)

L = panjang lengan puntirF = gaya puntirr = jari-jari batang= sudut puntir.

Percobaan : Modulus Puntir

Laboratorium fisika ITN Malang 35

III. Alat Percobaan1. Set percobaan modulus puntir.2. Batang logam percobaan.3. Neraca lengan.4. Beban dan katrol.5. Jangka sorong dan mikrometer.

IV. Prosedur Percobaan1. Mengukur jari-jari batang logam (r).2. Mengukur panjang batang logam (L).3. Meyususun alat seperti gambar di atas dan timbang massa

beban (m).4. Menarik piringan/lengan dengan gaya beban F = m.g, dengan

lengan beban berbeda (R).

5. Mengulangi untuk bahan logam yang lainnya (besi,

kuningan dan tembaga), selanjutnya data dituliskan pada

lembar data.

V. Data hasil percobaan

1. Batang aluminium (r = 0,14cm; L = 47,5cm; g

= 0,1cm/det2)

No m (gr) R (cm) F = m.g Sudur puntir (θ)Derajat(θ)

Radian(θ)

1 30 55 3 49 0,852 60 43 6 57 0,993 90 40 9 78 1.364 120 37 12 93 1,625 150 30 15 112 1,95

2. Batang kuningan (r = 0,14cm; L = 47,5cm; g

= 0,1cm/det2)

Laboratorium fisika ITN Malang 36

No m (gr) R (cm) F = m.g Sudur puntir (θ)Derajat(θ)

Radian(θ)

1 20 44 3 47 0,822 40 35 6 77 1,343 60 31 9 92 1,604 80 30 12 99 1,725 100 29 15 102 1,78

3. Batang tembaga (r = 0,14cm; L = 47,5cm; g =

0,1cm/det2)

No m (gr) R (cm) F = m.g Sudur puntir (θ)Derajat(θ)

Radian(θ)

1 20 39 3 42 0,732 40 32 6 67 1,173 60 30 9 79 1,384 80 28 12 87 1,525 100 27 15 92 1,60

VI. Analisa percoban

A. Menentukan modulus puntir logam

1. Batang aluminium

Untuk menghitung modulus puntir batang

aluminium digunakan rumus :

maka :

Laboratorium fisika ITN Malang 37

a. G1= = = 1536,8.104

Dyne/cm2rad

b. G2= = = 1626,4.104

Dyne/cm2rad

c. G3= = = 2085,4.104

Dyne/cm2rad

d. G4= = = 2169,8.104

Dyne/cm2rad

e. G5= = = 1826,9.104

Dyne/cm2rad

Rata-rata modulus puntir untuk logam

aluminium adalah

=

= 1740,4.104 Dyne/cm2rad

Laboratorium fisika ITN Malang 38

2. Batang kuningan

Untuk menghitung modulus puntir batang

kuningan digunakan rumus

maka :

a. G1= = = 1274,39.104

Dyne/cm2rad

b. G2= = = 1240,67.104

Dyne/cm2rad

c. G3= = = 1380,47.104

Dyne/cm2rad

d. G4= = = 1656,98.104

Dyne/cm2rad

Laboratorium fisika ITN Malang 39

e. G5= = = 1934,64.104

Dyne/cm2rad

Rata-rata modulus puntir untuk logam kuningan

adalah

= = 1497,43.104 Dyne/cm2rad

3. Batang tembaga

untuk menghitung modulus puntir batang

kuningan digunakan rumus

maka :

Laboratorium fisika ITN Malang 40

a. G1= = = 1268,80.104

Dyne/cm2rad

b. G2= = =

1299,15.104Dyne/cm2rad

c. G3= = = 1548,91.104

Dyne/cm2rad

d. G4= = =

1750,00.104Dyne/cm2rad

e. G5= = = 2003,90.104

Dyne/cm2rad Rata-rata modulus puntir untuk

logam tembaga adalah

=

= 1574,15.104 Dyne/cm2rad

Laboratorium fisika ITN Malang 41

B. Grafik hubungan modulus puntir dengan gaya beban

1. Batang aluminium

Grafik hubungan modulus puntir terhadap

gaya beban pada batang aluminium.

G

F

2. Batang kuningan

Grafik hubungan modulus puntir terhadap

gaya beban pada batang kuningan.

G

Laboratorium fisika ITN Malang 42

3. Batang tembaga

Grafik hubungan modulus puntir terhadap

gaya beban pada batang tembaga.

G

F

C. Kesalahan relatif tiap percobaan

1. Batang aluminium

No Gi

1 1536,8.104 1849,06.104

322,26.104

2 1626,4.104 1849,06.104

222,66.104

Laboratorium fisika ITN Malang 43

F

3 2085,4.104 1849,06.104

236,34.104

4 2169,8.104 1849,06.104

320,74.104

5 1826,9.104 1849,06.104 22,16.104

Jumlah

9245,3.104

Kr1 = = 17,42%

Kr2 = = 12,04%

Kr3 = = 12,78%

Kr4 = = 17,34%

Kr5 = = 1,19%

Laboratorium fisika ITN Malang 44

2. Batang kuningan

No Gi

1 1274,39.104 1497,43.104

223,43.104

2 1240,67.104 1497,43.104

256,76.104

3 1380,47.104 1497,43.104

116,96.104

4 1656,98.104 1497,43.104

159.55.104

5 1934,64.104 1497,43.104

437.21.104

Jumlah

7487,15.104

Kr1 = = 14,92%

Kr2 = = 17,14%

Kr3 = = 7,88%

Laboratorium fisika ITN Malang 45

Kr4 = = 7,81%

Kr5 = = 29,19%

3. Batang tembaga

No Gi

11268,80.104

1574,15.104

305,35.104

21299,15.104

1574,15.104

275,00.104

31548,91.104

1574,15.104 25.24. 104

41750,00.104

1574,15.104

175.85.104

52003,90.104

1574,15.104

429,75.104

jumlah

7870,76.104

Kr1 = = 19.39%

Laboratorium fisika ITN Malang 46

Kr2 = = 17.46%

Kr3 = = 1,60%

Kr4 = = 11,17%

Kr5 = = 27,30%

D. Standar devisiasi

1. Standar devisiasi aluminium

No Gi

1 1536,8.104 1849,06.104

322,26.104

103851,50.108

2 1626,4.104 1849,06.104

222,26.104

49399,50.108

3 2085,4.104

1849,06.104

236,34.104

55,856,59.108

4 2169,8.104 1849,06.104

320,74.104

102874,14.108

5 1826,9.104 1849,06.104 22,16.104 491,06. 108

Jumlah

9245,3.104 312472,79.108

Standar devisiasi modulus puntir aluminium

Laboratorium fisika ITN Malang 47

=

312472,79. 108 = 78118,19.108 =

279,62.104 5-1

G = ± SD

G = 1849,06.104 ± 279,62.104

G1 = 1849,06.104 - 279,62.104 = 1569,43.104

G2 = 1849,06.104 + 279,62.104 = 2128,68.104

Jadi modulus puntir aluminium 1569,43.104≤ G

≤ 2128,68.104 Dyne/cm2rad

2. Standar devisiasi kuningan

No Gi

1 1274,39.104 1497,43.104

223,43.104

49920,96.108

2 1240,67.104 1497,43.104

256,76.104

65925,69.108

3 1380,47.104 1497,43.104

116,96.104

13679,64.108

4 1656,98.104 1497,43.104

159,55.104

25456,20.108

5 1934,64.104 1497,43.104

437,21.104

191152,58.108

jumlah

8753.104 346135,07.108

Standar devisiasi modulus puntir kuningan

= 346135,07.108 = 86533,76.108 =

294,16.104 5-1

Laboratorium fisika ITN Malang 48

G= ± SD

G = 1497,43.104 ± 165,17.104

G1 = 1497,43.104 - 294,16.104= 1203,27.104

G2 = 1497,43.104 + 294,16.104=

1791.59.104

Jadi modulus puntir kuningan

1203,27.104≤ G ≤ 1791.59.104 Dyne/cm2rad

3. Standar devisiasi tembaga

No Gi

11268,80.104

1574,15.104

305,35.104

93238,62.108

21299,15.104

1574,15.104

275,00.104

75625,00.108

31548,91.104

1574,15.104 25.24. 104 627,00. 108

41750,00.104

1574,15.104

175.85.104

30923,22.108

52003,90.104

1574,15.104

429,75.104

184685,06.108

jumlah

7870,76.104

385098,90.108

standar devisiasi modulus puntir tembaga

= 385098,90 .108 = 96274,72.108

= 307,04.104 5-1

Laboratorium fisika ITN Malang 49

G = ± SD

G = 1574,15.104 ± 307,04.104

G1 = 1574,15.104 - 307,04.104=

1267,10.104

G2 = 1574,15.104 + 307,04.104=

1881,19.104

Jadi modulus puntir tembaga

1267,10.104≤ G ≤ 1881,19.104 Dyne/cm2rad

E. Kesimpulan

1. Modulus puntir dari masing masing logam yang dihitung

berdasarkan percobaan diperoleh

A. Modulus puntir aluminium = 1849,06Dyne/cm2rad

B modulus puntir kuningan = 1497,43Dyne/cm2rad

C. Modulus puntir tembaga = 1574,15Dyne/cm2rad

2. Dari grafik modulus puntir terhadap gaya beban

didapat hasil untuk masing masing logam adalah sebagai

berikut

a. Aluminium

Pada grafik dapat terlihat alur garis yang

semakin menanjak seiring dengan pertambahan

beban, kemudian pada grafik terlihat juga bahwa

modulus puntir mengalami penurunan pada akhir

logam menerima beban. Modulus terendah terjadi

pada beban 30gr dan tertinggi pada beban 120gr.

b. Kuningan

Laboratorium fisika ITN Malang 50

Pada grafik terlihat bahwa modulus puntir

mengalami penurunan pada awal logam menerima

beban kemudian ketika semakin ditambah maka

modulus akan semakin bertambah besar. Modulus

terendah terjadi pada beban 60gr dan tertinggi

pada beban 150gr

c. Tembaga

Pada grafik dapat terlihat alur garis yang

semakin menanjak seiring dengan pertambahan

beban. Dimana artinya untuk tembaga, pertambahan

beban yang dibebankan ke logam berbanding lurus

dengan besar modulus puntirnya. Modulus terendah

terhadi pada beban 30 gr dan tertinggi pada 150

gr.

2.5 Percobaan Viscositas Zat Cair

I. Tujuan Percobaan1. Memahami hukum Stokes

tentang zat cair.2. Memahami bahwa gaya gesekan yang dialami benda

yang bergerak dalam fluida (gas & zat cair)

berkaitan dengan kekentalan fluida

II. Teori Dasar Jika sebuah bola logam dijatuhkan pada fluida

(zat cair) yang diam maka akan bekerja gaya gesek

fluida untuk melawan berat benda yang besarnya

selalu konstan.

Laboratorium fisika ITN Malang 51

Dimana besarnya gaya gesek fluida terhadapbola logam diberikan oleh Stokes yang besarnya :FS = 6...r.V.Secara garis besar hubungan bola jatuh dalamfluida dengan nilai viscositaskekentalan) zat cairsebagai berikut :

W = FA + FS …………………..(1)

dimana : W = gaya berat

bola (N)FA = gaya pengapung fluida (N) FS = gaya gesek fluida (N)

III. Alat Percobaan1. Tabung fluida2. Jangka sorong3. Neraca lengan4. Mikrometer5. Bola besi (pelor)6. Aerometer dan tabung gelas.

Laboratorium fisika ITN Malang 52

7. Stop wacth.

IV. ProsedurPercobaan

1. Menententukan massa jenis bola denganmenimbang massanya kemudian mengukur volumenya.

2. Menententukan massa jenis fluida pada aerometer.3. Menententukan jarak s, kemudian jatuhnya bola besi

dan ukur waktu jatuhnya (t).4. Mengulangi untuk jarak s yang berbeda 4 kali lagi.5. Melakukan untuk tabung yang lainnya, lakukan

pengukuran lagi seperti langkah di atas, datakan.

V. Data percobaan

1. Olie 1(SAE 10)

massa jenis bola besi = 7,31 gr/cc massa bola =

1,69 gr

masa jenis fluida (olie) = 0,865 gr/cc jari -

jari bola (r)= 0,45 cmjari-jari tabung gelas (R) = 1,77 cm volume bola =

0,22 cm3

No S (cm)

T (detik)

v = S(1+0,24r/R)/t (cm/detik)

1 10 0,30 35,332 20 0,60 35,333 30 0,81 39,204 40 0,86 49,305 50 1,00 53

Laboratorium fisika ITN Malang 53

2. Olie 2(SAE 20)

massa jenis bola besi = 7,63gr/cc massa bola =

1,69 gr

masa jenis fluida (olie) = 0,89 gr/cc jari - jari

bola (r) = 0,45 cm

jari-jari tabung gelas (R) = 1,77 cm volume bola =

0,22 cm3

No S (cm)

T (detik)

v = S(1+0,24r/R)/t (cm/detik)

1 10 0,35 30,282 20 0,82 25,853 30 0,93 34,194 40 1,04 40,715 50 1,64 32,31

VI. Analisis percobaan

1. Viskositas oli SAE 10

1 = = 2,55.10-2 poise

2 = = 5,10.10-2 poise

Laboratorium fisika ITN Malang 54

3 = = 6,19.10-2 poise

4 = = 5,24.10-2 poise

5 = = 5,67.10-2 poise

Rata-rata viskositas oli SAE 20 adalah

= = 4,95.10-2 poise

2. Viskositas oli SAE 20

1 = = 2,95.10-2poise

2 = = 6,90.10-2 poise

3 = = 7,03.10-2 poise

4 = 6,27.10-2 poise

Laboratorium fisika ITN Malang 55

5 = = 9,20.10-2 poise

Rata-rata viskositas oli SAE 20 adalah

= = 6,47.10-2

poise

3. Jenis fluida berdasarkan literatur

Tabel viskositas cairan pada berbagai suhu

dalam berbagai rentang suhu.

Beradasarkan literatur fluida dengan nilai

viskositas 4,96.10-2 poise merupakan viskositas air

pada suhu 60oC.

Berdasarkan literatur fluida dengan nilai

viskositas 6,47.10-2 poise adalah mendekati

Laboratorium fisika ITN Malang 56

viskositas aseton pada suhu 20oC yaitu sebesar

0,41.10-3 poise.

4. Grafik viskositas terhadap waktu

a. Grafik Oli SAE 20

Grafik hubungan viskositas terhadap waktu pada oli

SAE 10

Pada grafik terlihat, kekentalan pada awal bola

meluncur 0,30s viskositas cukup rendah yaitu

2,55.10-2 poise namun mengalami peningkatan

viskositas yang cukup tajam sampai waktu 0,60s yaitu

5,10.10-2 poise kemudian viskositas mengalami kenaikan

sampai 0,81s sebesar 6,19.10-2 poise. Kenaikan

viskositas ini pun tidak terlalu banyak dan cenderung

Laboratorium fisika ITN Malang 57

datar. Hal tersebut menunjukkan pada awal bola

meluncur viskositas awal dari oli SAE 10 cukup tinggi

namun kemudian turun tajam tapi semakin lama dan

jauh bola meluncur viskositas oli SAE 100 akan

semakin meningkat dan turun secran perlahan namun

cenderung datar.

b. Grafik oli SAE 20

Grafik hubungan viskositas terhadap waktu pada oli

SAE 40

Laboratorium fisika ITN Malang 58

Dari grafik terlihat dari waktu 0,35s ke 0,82s

viskositas terlihat meningkat dari2,94.10-2 sampai

6,90.10-2poise, kemudian viskositas mengalami

penurunan pada waktu 0,95s hingga 1,04s (7,93.10-2

poisen hingga 6,27 .10-2 poisen). Hal tersebut diatas

dapat disebabkan kerapatan fluida yang berbeda beda

pada setiap waktu bola meluncur. Dapat disimpulkan

oli SAE 20 semkin lama akan mengalami peningkatan

viskositas walaupun pada waktu tertentu akan

mengalami penurunan viskositas.

5. Kesalahan relatif a. Kesalahan relatif oli SAE 10

No ηi

1 2,55.10-2 4,95.10-2 2,40.10-2

2 5,10.10-2 4,95.10-20,15.10-2

3 6,19.10-2 4,95.10-21,24.10-2

4 5,24.10-2 4,95.10-20,29.10-2

5 5,67.10-2 4,95.10-20,72.10-2

jumlah 24,75.10-2

Laboratorium fisika ITN Malang 59

Kr1 = = 48,48%

Kr2 = = 3,03%

Kr3 = = 25,05%

Kr4 = = 4,85%

Kr5 = = 14,54%

b. Kesalahan relatif oli SAE 20

No ηi

1

2,95.10-2

6,47.10-

2

3,52.10-2

2

6,90.10-2

6,47.10-

2

0,43.10-2

3

7,03.10-2

6,47.10-

2

0,56.10-2

Laboratorium fisika ITN Malang 60

4

6,27.10-2

6,47.10-

2

0,20.10-

2

5

9,20.10-2

6,47.10-

2

2,73.10-2

Jumlah 32,35.10-2

Kr1 = = 54,40%

Kr2 = = 6,64%

Kr3 = = 8,65%

Kr4 = = 3,09%

Kr5 = = 42,19%

Laboratorium fisika ITN Malang 61

6. Standart devisiasi a. Standar devisiasi oli SAE 10

No ηi

1 2,55.10-

24,95.10-

2 2,40.10-2 5,76.10-4

2

5,10.10-2

4,95.10-

2 0,15.10-2 0,022.10-4

3

6,19.10-2

4,95.10-

2 1,24.10-2 1,54.10-4

4

5,24.10-2

4,95.10-

2 0,29.10-2 0,084.10-4

5

5,67.10-2

4,95.10-

2 0,72.10-2 0,518.10-4

jumlah

24,75.10-2

7,924.10-4

standar devisiasi oli SAE 20

= 7,924.10-4 = 1,981.10-4

= 1,407.10-2 5-1

= ± SD

= 4,95.10-2 ± 1,407.10-2

1 = 4,71.10-3 - 1,407.10-2= 3,663.10-3

Laboratorium fisika ITN Malang 62

2 = 4,71.10-3 + 1,407.10-2=

6,117.10-3

Jadi viskositas oli SAE 10 adalah

3,663.10-3≤ ≤ 6,117.10-3poise

b. Standar devisiasi oli SAE 20

No ηi

1

2,95.10-

2

6,47.

10-2

3,52.1

0-2

12,390.10-4

2

6,90.10-

2

6,47.

10-2

0,43.1

0-2

0,184.10-

4

3

7,03.10-

2

6,47.

10-2

0,56.1

0-2

0,313.10-

4

4

6,27.10-

2

6,47.

10-2

0,20.10-2

0,04.10-4

5

9,20.10-

2

6,47.

10-2

2,73.1

0-2

7,452.10-

4

Laboratorium fisika ITN Malang 63

Jumlah

32,35.10-2

20,37710-

4

Standar devisiasi oli SAE 20 :

= 20,37710-4 = 5,094.10-6

= 2,26.10-2 5-1

= ± SD

= 6,47.10-2 ± 2,26.10-2

1 = 6,47.10-2 - 2,26.10-2= 4,21.10-3

2 = 6,47.10-2 + 2,26.10-2= 8,73.10-

3

Jadi viskositas oli SAE 20 adalah

4,21.10-3≤ ≤ 8,73.10-3poise

7. Kesimpulan

1. Dari data hasil perhitungan percobaan didapat

viskositas oli SAE 10 sebesar

4,95.10-2 poise poise dan viskositas oli SAE 20

sebesar 6,47.10-2 poise.

2.. Pada oli SAE 10 terjadi penurunan viskositas cukup

tajam terjadi pada bagian tengah grafik namun kemudian

viskositas kembali meningkat walaupun cenderung datar.

Sedangkan dari grafik oli SAE 20 terlihat mengalami

Laboratorium fisika ITN Malang 64

viskositas naik turun seiring dengan bertambahnya waktu

dengan pertambahan viskositas yang relatif stabil.

2.6 Percobaan Konstanta Pegas

I. Tujuan Percobaan1. Menentukan harga kosntanta pegas dengan metode

pembebanan.2. Menentukan harga konstanta pegas dengan metode

getaran selaras.3. Menentukan hubungan kosntanta pegas dengan periode

getar.

II. Teori Dasar Hukum Hooke

Sebuah pegas ketika diberi gaya tarik F akan

bertambah panjang sejauh x, dan dalam kasus ini

berlaku hukum Hooke:

............................................(1)

Dimana : F = gaya tarik (N),

k = konstanta pegas (N/m), x = pertambahan panjang akibat gaya (m)

Jika gaya F ditimbulkan oleh massa benda maka F =

gaya berat = m.g Maka konstanta pegas :

Laboratorium fisika ITN Malang 65

……………..(2)

Jika pegas digantung vertikal ke bawah kemudian

pegas diberi beban dan digetarkan, maka pegas

mengalami getaran selaras (berosilasi), yang dapat

ditentukan periode getarnya (T).

Secara umum, frekuensi dari sebuah getaran harmonismemenuhi persamaan :

.........................(3)

Dengan f =frekuensi (Hz)

n = jumlah

getaran t =

waktu (s)

Selang waktu yang dibutuhkan untuk melakukan satu

getaran adalah periode. Dengan demikian, secara

matematis hubungan antara periode dan frekuensi

adalah sebagai berikut :

maka

Dari persamaan gerak harmonik sederhana

dengan menerapkan hukum II Newton pada benda yang

mengalami gerak harmonik sederhana maka kita

peroleh ;

F = m.a ……………………………………..(4)

Maka besarnya konstanta pegas dapat ditentukan denganpersamaan :

Laboratorium fisika ITN Malang 66

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

...................(5)

dimana : k = konstanta

pegas (Dyne/cm) m =

massa beban (gr)

T = periode (s)

g = konstanta gravitasi bumi (980 cm/s2)

Energi Potensial Pegas (Ep) dan Usaha (W) untuk

Meregangkan Pegas

Energi potensial adalah energi yang dimiliki

benda karena kedudukannya terhadap suatu acuan. Energi

potensial pegas dihitung berdasarkan acuan titik

setimbangnya, sehingga saat pegas menyimpang sejauh x

akan memiliki energi potensial yang besarnya:

Usaha yang diperlukan untuk meregangkan pegas akan

setara dengan perubahan energi potensial pada pegas

akibat usikan peregangan tersebut, sehingga:

III. AlatPercobaan

1. Statip tegak.2. Pegas/pir.3. Stopwatch.4. Rool meter.5. Neraca lengan.6. Beban/massa.

Laboratorium fisika ITN Malang 67

IV. Prosedur PercobaanA. Sistem Pembebanan1. Menggantungkan pegas dan ukur panjang mula-mula (l0).2. Menimbang massa beban (m) dan menggantungkan pada

pegas.3. Mengukur panjang pegas setelah diberi beban (l).4. Mengulangi untuk massa beban yang berbeda 4 kali lagi.

5. Mencatat data pada lembar data

B. Sistem Getaran1. Mengambil massa beban (m) gantungkan pada

pegas, tarik beban sedikit ke bawah kemudian

lepaskan, maka akan terjadi getaran selaras.

2. Mencatat waktu yang diperlukan untuk 40 getaran.

3. Mencatat data pada lembar data.

V. Data percobaan a. Sistem pembebanan

No m (gr)

l0 (cm)

l(cm) x (cm) k (Dyne/cm

f (Dyne)

1 10 20 21 1 1 12 20 20 22 2 1 23 30 20 23 3 1 34 40 20 24 4 1 45 50 20 25 5 1 5

b. Sistem getaran

No m (gr) n(kali)

t(detik)

Periade(detik)

Frekuensi(Hz)

Laboratorium fisika ITN Malang 68

1 10 40 10,59 0,26 3,852 20 40 12,15 0,30 3,333 30 40 14,61 0,36 2,774 40 40 16,62 0,42 2,385 50 40 18,22 0,46 2,17

VI. Analisis percobaan

1. Konstanta pegas

Sistem pembebanan

k1 = = 1 Dyne/cm

k2 = = 1 Dyne/cm

k3 = = 1 Dyne/cm

k4 = = 1 Dyne/cm

Laboratorium fisika ITN Malang 69

k5 = = 1 Dyne/cm

rata-rata konstanta pegas untuk sistem pembebanan

adalah

= = 1 Dyne/cm

Sistem getaran

k1 = = 5834,08 Dyne/cm

k2 = = 8764,08 Dyne/cm

k3 = = 9129,26 Dyne/cm

k4 = = 8942,95 Dyne/cm

Laboratorium fisika ITN Malang 70

k5 = = 9319,10 Dyne/cm

rata-rata konstata pegas untuk sistem getaran adalah

= = = =8397,89 Dyne/cm

2. Grafik F terhadap x sistem pembebanan

a. Besarnya konstanta pegas menurut grafik F terhadap x

adalah

Laboratorium fisika ITN Malang 71

kbeban = = = = 1 Dyne/cm

b. Usaha untuk meregangkan pegas 5 cm

W =

maka W pegas = = 12,5 Dyne.cm

=12,5 x 10-2 Dyne.m

=12,5 x 10-7 N.m

=12,5 x 10-7 Joule

3. Pengaruh massa terhadap frekuensi beban jika dilihat dari

rumus

= = 4π2mf 2

maka

m = gram

Laboratorium fisika ITN Malang 72

Jadi hubungan antara massa terhadap freakuensi adalah

berbanding terbalik dimana jika massa semakin besar maka

frekuensi akan semakin kecil namun jika massa kecil maka

frekuensi akan semakin besar. Jika melihat pada tabel

dibawah maka hasil yang didapat juga sama.

m (gr) n (kali)

Frekuensi (f)

10 40 3,8520 40 3,3330 40 2,7740 40 2,3850 40 2,17

4. Kesalahan relatif a. Kesalahan relatif sistem pembebanan

No Ki

1 1 1 0

2 1 1 0

3 1 1 0

4 1 1 0

5 1 1 0

jumlah

5

Laboratorium fisika ITN Malang 73

.

Kr1 = = 0%

Kr2 = = 0%

Kr3 = = 0%

Kr4 = = 0%

Kr5 = = 0%

b. Kesalahan relatif sistem getaran

No Ki

1 5834,08

8397,89 2563,81

2 8764,08 8397,89 366,19

3 9129,26 8397,89 731,37

4 8942,95 8397,89 545,06

Laboratorium fisika ITN Malang 74

5 9319,10 8397,89 921,21

Jumlah 41989,47

Kri =

Kr1 = = 30,53 %

Kr2 = = 4,36 %

Kr3 = = 8,71 %

Kr4 = = 6,49 %

Kr5 = = 7.45 %

5. Standar devisiasi a. Sistem pembebanan

No Ki

Laboratorium fisika ITN Malang 75

1 1 1 0 0

2 1 1 0 0

3 1 1 0 0

4 1 1 0 0

5 1 1 0 0

Jumlah 5 0

Standar devisiasi sistem pembebanan

= 0 = 0 = 0

5-1

K = ± SD

K =1 ± 0

K1 = 1 - 0= 1

K2 = 1 + 0= 1

Jadi konstantanya 1≤ a ≤ 1

Dyne/cm

b. Sistem getaran

No Ki

1 5834,08

8397,

89 2563,81

6573121,7

22 8764,08 8397,8

9 366,19 134095,12

Laboratorium fisika ITN Malang 76

3 9129,26 8397,8

9 731,37 534902,084 8942,95 8397,8

9 545,06 297090,405 9319,10 8397,8

9 921,21 848627,86jumlah

41989,47

8387837,1

8

Standar devisiasi sistem getaran

= = 8387837,18 =

8387837,18 = 1448,09

5-1 4

K = ± SD

K = 8397,89± 1448,09

K1 = 8397,89 - 1448,09= 6949,8 Dyne/cm

K2 = 8397,89 + 1448,09= 9845,98 Dyne/cm

Jadi konstantannya 6949,8 ≤ a ≤ 9845,98 Dyne/cm

Laboratorium fisika ITN Malang 77

6. Kesimpulan

1. Dari hasil perhitungan percobaan didapat konstanta pegas

untuk sistem getaran sebesar 8397,89 Dyne/cm dan sistem

pembebanan sebesar 1 Dyne/cm

2. Hubungan massa dan frekuensi dalam konstanta pegas pada

sistem getaran berbanding terbalik artinya semakin kecil

massa semakin besar frekuensi namun jika massa semakin

besar maka frekuensi semakin kecil

3. Terdapat perbedaan hasil antara konstanta pegas yang

didapat dari sistem pembebanan dan sistem getaran. Waupun

sama-sama dipengaruhi oleh massa tapi perbedaan ini didapat

karena pada sistem getaran, konstanta dipengaruhi oleh

periode atau frekuensi sedangkan pada sistem pembebanan

dipengaruhi oleh gravitasi bumi dan pertambahan panjang.

Walaupun hasilnya berbeda tapi masih satu pengertian yaitu

kosntanta pegas. Tapi jika disimpulkan antara konstanta

dengan sistem getaran dianggap lebih akurat karena pada

sistem ini didapt nilai periode atau frekuensi pegas karena

pegas termasuk dalam gerakan harmonis sederhana yaitu

gerakan bolak balik secara periodik dalam kesetimbangnnya

Laboratorium fisika ITN Malang 78

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan Dari hasil pengamatan percobaan dapat disimpulkan

1. Hukum Kirchoff tegangan dan hukum Kirchoff arus telah

dapat dibuktikan yaitu dari hasil perhitungan data

percobaan didapat hasil yang mendekati pengukuran yang

dilakukan oleh alat ukur untuk arus 27,80 x 10-3A :

A dan unutk tegangan 5,49V : V

2. Perbandingan antara tegangan terhadap kuat arus adalah

berbanding lurus dimana dari hasil percobaan didapat

grafik yang memiliki garis menanjak, yang artinya sesuai

dengan rumus awal V=I/R.

3. Jembatan wheat stone adalah sebuah alat yang dapat

mengukur besarnya tahanan pada suatu resisitor lebih

akurat karena alat ini terdiri dari galvanometer,

hambatan standart, kawat geser dan hambatan geser. Dari

hasil pengamatan didapat hambatan kawat sebesar 3,02 ohm.

4. Hambatan jenis dari sebuah kawat penghantar dapat

ditentukan dengan menggunakan jembatan wheatstone

berdasarkan rumus :

Laboratorium fisika ITN Malang 79

Besar hambatan jenis dari hasil pengamatan didapat

sebesar 5,14.10-7 yang merupakan kawat dari bahan

constantan.

5. Pengukuran konstanta pegas dapat lebih akurat jika

menggunakan konstanta berdasarkan sistem getaran karena

pada sistem ini konstanta pegas dihitung berdasarkan

periode atau frekuensi yang dialami oleh pegas. Seperti

yang diketahui pegas adalah suatu bentuk gerak harmonis

sederhana yang begetar bolak balik pada suatu titik

keseimbangan

6. Modulus puntir logam adalah suatu ukuran kekuatan bahan

untuk menahan beban puntir. Dari hasil pengamatan didapat

modulus puntir aluminium sebesar 1740,4.104 Dyne/cm2rad;

modulus puntir kuningan sebesar 1497,43.104 Dyne/cm2rad;

Modulus puntir tembaga sebesar 1574,15.104 Dyne/cm2rad.

Sehingga kuningan memiliki sifat mekanik yang lebih liat

atau lebih elastis dari pada aluminium dan tembaga.

7. Viskositas oli SAE 10 lebih rendah dari pada viskositas

oli SAE 20. Dapat dilihat pada hasil perhitungan data

didapat SAE 10 = 4,95.10-2 poise dan SAE 20 =

6,47.10-2 poise

8. Dari hasil perhitungan percobaan didapat konstanta

pegas untuk sistem getaran sebesar 8397,89 Dyne/cm dan

sistem pembebanan sebesar 1 Dyne/cm

3.2 Saran

Laboratorium fisika ITN Malang 80

1. Sebaiknya waktu kedatangan asistan laboratorium dan

jadwal praktikum lebih tepat waktu agar mahasiswa

praktikan tidak menunggu lama.

2. Sebaiknya pada saat praktikum asisten laboratorium yang

membantu jalannya praktikum lebih dari satu orang , agar

praktikum bisa berjalan lebih maksimal.

3. Ketersedian alat - alat praktikum fisika sebaiknya

lebih ditingkatkan agar hasil percobaan praktikum lebih

pasti.

Laboratorium fisika ITN Malang 81

DAFTAR PUSTAKA

1. Halliday, D., Resnick, Fundamental of Physics, Jhon Wiley & Son, 1997

2. Giancoli, C. Douglas, Physics, Prentice Hall

3. Muhammad Hikam dkk. 2000. Buku Pedoman Praktikum FisikaDasar.Edisi 2000. Laboratorium Fisika Dasar Unit Pelaksana Pendidikan Ilmu Pengetahuan Dasar Universitas Indonesia. Jakarta.

4. Paul A. Tippler. 2001. Fisika Untuk Sain dan Teknik Jilid 2 (Terjemahan). Edisi ketiga. Penerbit: Erlangga. Jakarta.

Laboratorium fisika ITN Malang 82

Laboratorium fisika ITN Malang 83