Upload
independent
View
1
Download
0
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
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