LAPORAN PRAKTIKUM GERAK PADA BIDANG MIRING. (Disusun Guna Memenuhi Salah Satu Tugas Fisika Dasar I) Dosen Pengampu : Drs.Suyoso, M.Si.

Transkripsi

1 LAPORAN PRAKTIKUM GERAK PADA BIDANG MIRING (Disusun Guna Memenuhi Salah Satu Tugas Fisika Dasar I) Dosen Pengampu : Drs.Suyoso, M.Si. DISUSUN OLEH : NAMA : SITI NUR ALFIASARAH NIM : KELAS : FISIKA B ASISTEN : IIN DWI LESTARI PRODI FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA 2016

2 1. TUJUAN PERCOBAAN 1.1 Menentukan nilai koefisien gesek statis ( ) dan koefisien gesek kinetis ( ) permukaan benda pada bidang miring 1.2 Menentukan nilai percepatan efektif benda pada bidang miring 2. ALAT DAN BAHAN 2.1 Gergaji 2.2 Obeng 2.3 Papan 2 buah ( 60 x 20 ) cm 2.4 Engsel 2.5 Balok Kayu 2.6 Statif 2.7 Tali 2.8 Bandul ( beban ) 2.9 Stopwatch 2.10 Skala 2.11 Busur 2.12 Kamera atau Hp 2.13 Laptop 3. LANGKAH KERJA 3.1 Mencari nilai g (percepatan grafitasi) Menyiapkan statis yang telah dipasang tali dan bandul Memasang busur Melakukan percobaan dengan variasi panjang tali yang berbeda yaitu 49 cm, 43 cm, 36 cm, dan 29 cm Melakukan percobaaan pertama dengan panjang tali 49 cm Menarik bandul sejauh = 5 dan melepasnya bersamaan dengan memulai perhitungan waktu hingga memperoleh 5 simpangan Melakukan langkah sebanyak 3 kali Menulis data hasil percobaan Mengulangi langkah dengan panjang tali 43 cm, 36 cm, dan 29 cm Menghitug nilai percepatan gavitasinya 3.2 Mencari nilai ( ) Menyiapkan bidang miring yang sudah dibuat sedemikian rupa Meletakkan busur dibagian ujung bawah bidang miring Meletakkan balok kayu di atas bidang miring Mengangkat dengan perlahan bagian ujung atas bidang miring hingga balok kayu bergerak Mencatat besar sudut ketika balok kayu tepat akan bergerak Melakukan langkah yang sama sebanyak 5 kali Menghitung besar koefisien gesek statisnya 3.3 Mencari Nilai ( ) Melakukan percobaan dengan menggunakan bidang miring yang telah dibuat sedemikian rupa Meletakkan busur dibagian ujung bawah bidang miring Memasang skala di samping bidang miring ( di bagian yang terlihat jelas apabila di rekam dengan kamera ) Meletakkan balok kayu di atas bidang miring Mengangkat bidang miring setinggi 30

3 3.3.6 Merekam di setiap percobaan Menulis data hasil percobaan Melakukan langkah di atas dengan mengubah dari sudut 30 menjadi Menentukan besar kecepatan dari data hasil percobaan Menentukan besar percepatan Menggunakan besar percepatan untuk mencari besar koefisien gesek kinetisnya 4. DATA HASIL PERCOBAAN 4.1 Data Hasil Percobaan Mencari Gravitasi = 5 dan = 5 No l (m) t (s) Data Hasil Percobaan Mencari Nilai ( ) No Percobaan Sudut Data Hasil Percobaan Mencari Nilai ( ) = 30 No Waktu (s) Jarak (cm)

4 = 45 No Waktu (s) Jarak (cm) ANALISIS DATA 5.1 Analisis Nilai Percepatan Gravitasi = 5 No n(m) t (s) T g (m/s 2 ) Jumlah Rata-rata = 9.7 Rumus mencari periode : = Rumus Mencari gravitasi : = 4

5 5.2 Analisis Nilai Koefisien Statis No Percobaan Sudut Jumlah = = tan (25.5) 0 = tan = = Analisis Nilai Koefisien Kinetis Grafik hubungan waktu (t) dan jarak (y) = 30 = 45 t (s) y (cm) t (s) y (cm) Grafik y terhadap t Jarak (cm) Waktu (s)

6 5.3.2 Grafik hubungan waktu (t) dan kecepatan (v) = 30 = 45 t (n+1) -t (n) s (n+1) -s (n) t (v) v(m/s) t (n+1) -t (n) s (n+1) -s (n) t (v) v(m/s) Jumlah Jumlah Rata-rata Rata-rata Grafik v terhadap t 250 Kecepatan (cm/s) % (30) % (45) Linear Fit of B Linear Fit of D Waktu (s) Equation y = a + b*x Adj. R-Square Value Standard Error B Intercept B Slope D Intercept D Slope Dari data grafik di atas besarnya percepatan adalah: a. Untuk sudut 30 0 sebesar cm/s 2 atau m/s 2 b. Untuk sudut 45 0 sebesar cm/s 2 atau m/s 2

7 5.3.3 Grafik hubungan waktu (t) dan percepatan (a) = 30 = 45 t v(n+1) -t v(n) v (n+1) -v (n) t (a) a(cm/s 2 ) t v(n+1) -t v(n) v (n+1) -v (n) t (a) a(cm/s 2 ) Jumlah Jumlah Rata-rata Rata-rata Grafik a terhadap t Percepatan (cm/s 2 ) Waktu (s)

8 6. PEMBAHASAN 6.1 Percobaan pertama mencari besar percepatan gravitasi Apabila suatu benda dilepaskan dari ketinggian tertentu, maka benda akan jatuh dan bergerak mengarah ke pusat bumi. Percepatan yang dialami oleh benda yang jatuh tersebut disebabkan oleh adanya gravitasi bumi. Percepatan gravitasi bumi dapat diukur dengan beberapa metode eksperimen salah satunya adalah bandul matematis yang terdiri atas titik massa m yang digantung dengan menggunakan seutas tali tak bermassa (massa dabaikan) dengan ujung atasnya dikaitkan pada dinding diam. Benda yang bergerak harmonis sederhana pada ayunan sederhana memiliki periode alias waktu yang dibutuhkan benda untuk melakukan satu getaran secara lengkap. Benda melakukan getaran secara lengkap apabila benda mulai bergerak dari titik dimana benda tersebut dilepaskan dan kembali lagi ke titik tersebut. A B C sin cos Sebuah bandul diberi simpangan di sekitar titik setimbangnya dengan sudut ayunan (dalam hal ini sudut tidak boleh lebih besar dari 10 ), maka akan terjadi gerak harmonis. Rumus mencari percepatan gravitasi yaitu : = 4 Dengan = Keterangan : g = Percepatan gravitasi (m/s 2 ) T = Periode (s) T = waktu (s) N = Jumlah simpangan Analisis dilakukan dengan melakukan pengukuran pada alat percobaan percepatan gravitasi dengan menggunakan bandul sederhana serta penggunaan stopwatch dalam perhitungan waktu yang dibutuhkan saat melakukan simpangan. Variasi panjang tali yang digunakan adalah 49 cm, 43

9 cm, 36 cm, dan 29 cm. dengan melakukan 3 kali percobaan pada masingmasung panjang tali dapat dicari besar perrcepatan gravitasinya menggunakan rumus seperti di atas yaitu sebesar 9,7 m/s 2. Dari yang sudah diketahui bahwa besar percepatan gravitas secara umum atau sesuai materi sebesar 9,8 m/s 2. Ketidaksamaan antara hasik ukur dengan materi dapat disebabkan berbagai factor diantaranta kondisi temoat saat mencari percepatan gravitasi. 6.2 Percobaan kedua mencari nilai koefisien gesek statis Gaya gesek statis bekerja pada saat benda dalam keadaan diam dan nilainya mulai dari nol sampai suatu harga maksimum. Jika gaya dorong atau tarik yang bekerja pada suatu benda lebih kecil dari gaya gesek statis maksimum, maka benda masih dalam keadaan diam dan gaya yang bekerja pada benda mempunyai besar yang sama dengan nilai gaya tarik atau gaya dorong pada benda tersebut. Dari pengertian tersebut dapat disimpulkan. = 0 = 0 = sin =. sin =. cos = sin cos = tan (Paul, Tipler A.1998) Analisis dilakukan dengan menggunakan bidang miring untuk mencari besar sudut disaat benda tepat akan bergerak. Dari percobaan yang telah dilakukan dapat diketahui bahwa besar koefisien gesek statisnya sebesar : = = tan (25.5) 0 = tan = = Percobaan ketiga mencari nilai koefisien gesek kinetis Ketika sebuah benda bergerak sepanjang permukaan yang kasar, gaya gesekan kinetis bekerja dengan berlawanan arah terhadap kecepatan benda. Besar gaya gesek kinetis bergantung pada jenis kedua permukaan yang bersentuhan. Untuk suatu permukaan tertentu, eksperimen menunjukkan bahwa gaya gesekan kira-kira sebanding dengan gaya normal antara kedua

10 permukaan, yang merupakan gaya yang diberikan benda-benda tersebut satu sama lain dan tegak lurus terhadap permukaan sentuhnya.(giancoli.2001:113) Gaya gesek kinetis adalah gaya gesek yang bekerja pada benda saat bergerak. Gaya gesek kinetis berlawanan dengan arah gerakan. Seperti gesekan statis, gesekan kinets adalah gejala yang rumit dan belum dimengerti secara lengkap. Koefisien gesekan kinetis didefinisikan sebagai rasio besarnya gaya gesekan kinetis dan gaya normal, maka : sin cos Pada sudut-sudut yang lebih besar daripada 0, balok bergerak kebawah dibidang miring dengan, dalam hal ini gaya gesekan adalah hasil kali koefisien gesek kinetis dengan gaya normal. =. sin =. sin. =. = sin cos = sin cos = (sin cos ) Analisis pada percobaan ini menghasilkan : Nilai Koefisien Kinetis = 9.7 / = / = / = / 2 = / Untuk = = ( cos ) = ( 30 cos 30 ) = ( ) = = = = 0.02

11 Untuk = = ( cos ) = ( 45 cos 45 ) = ( ) = ( = = = = Analisis Data Grafik a. Analisis grafik jarak (y) dengan waktu (s) Pada teori yang sudah ada, gambar grafik hubungan antara y dan t adalah seperti gambar : ( ) ( ) Sedangkan sesuai dengan percobaan yang dilakukan gambar grafiknya sebagai berikut : 60 Grafik y terhadap t Jarak (cm) Waktu (s) Grafik di atas memiliki kesesuaiaan dengan teori yang telah di samapaikan.

12 b. Analisis grafik kecepatan (V) dengan waktu (s) Berdasarkan teori yang telah di sampaikan bahwa grafik hubungan antara v dengan t, apabila antara dan dihubungkan pada suatu grafik. Nilai yang diperoleh dari rumus = Maka akan diperoleh grafik seperti berikut : Sedangkan sesuai dengan percobaan yang telah dilakukan gambar brafik yang di dapat sebagai berikut : Berdasarkan analisis data yang diperoleh menghasilkan grafik seperti gambar di bawah ini. 300 Grafik v terhadap t 250 Kecepatan (cm/s) % (30) % (45) Linear Fit of B Linear Fit of D Waktu (s) Berdasarkan gambar grafik di atas ada ketidaksesuaian antara ambar grafik menurut teori dengan gambar grafik menuut percobaan. Hal ini disebabkan oleh berbagai factor diantaranya adanya kesalahan dalam mengambil data karena ketidakakuratnya penglihatan manusia. c. Analisis grafik percepatan (a) dengan waktu (s) Bersasarkan teori, nilai yang didapatkan dari rumus berikut ini = maka akan diperoleh grafik seperti pada gambar dibawah ini:

13 Hasil dari analisis percobaan ini, menghasilkan grafik sebagai berikut : Percepatan (cm/s 2 ) Grafik a terhadap t Waktu (s) Grafik hasil percobaan diatas menujukkan perbedaan yang sangat banyak antara grafik yang sesuai teori dengan grafik hasil percobaan hal ini disebabkan oleh factor-faktor luar dintaranya kesalahan dalam mengambil data maupun ketidakakuratan data yang diambil. Pembahasan penyebab ketidaksesuaian teori dengan hasil praktikum Dari percobaan diapat dilihat bahwa ada beberapa factor eksternal yang mempengaruhi hasil yang didapatkan pada percobaan ini diantaranya: Alat percobaan yang digunakan. Karena alat ini dibuat secara manual maka sangat dimungkinkan adanya banyak kesalahan. Metode yang digunakan dalam meluncurkan balok dengan mengangkat Papan merupakan juga penyebab adanya kesalahan, hal ini dikarenakan saat mengangkat papan bisa jadi adanya pergeseran sudut sehingga data yang diperolehpun tidak sesuai. Kasar dan halusnya permukaan yang bergesekan. Waktu pengambilann data Pengambilah data dari aplikasi avidemux yang kurang tepat Faktor manusia itu sendiri. Faktor kesalahan yang paling besar adalah manusia, hal ini dapat terjadi karena adanya kesalahan dalam melakukan percobaan maupun pengamatan yang diakibatkan oleh ketidakakuratnya penglihatan manusia itu sendiri. 7. KESIMPULAN 7.1 Nilai percepatan yang di dapat sebesar 9.7 / 7.2 Besar koefisien gesek statis ( ) pada bidang miring sebesar Besar koefisien gesek kinetis pada bidang miring dengan sudut 30 0 sebesar 0.02 Besar koefisien gesek kinetis pada bidang miring dengan sudut 45 0 sebesar 0.03

14 Dari praktikum yang dilakukan dapat diambil kesimpulan bahwa besar nilai percepatan gravitasi tidak selalu sama, dipengaruhi oleh kondisi tempat pengambilan data. Besar koefisien gesek statis lebih besar dibandingkann dengan besar koefisien gesek kinetis. Serta semakin besar sudut pada bidang miring semakin cepat waktu yang diperlukan suatu beban untuk mencapai dasar dan juga semakin besar pula kecepatan yang dihasilkan 8. DAFTAR PUSTAKA Giancoli. (1998). Fisika Edisi Kelima Jilid 1. Jakarta: Penerbit Erlangga. Zamansky, Sear. (1985). Fisika Untuk Universitas. Bandung: Bina Cipta. Tipler, Paul A. (1998). Fisika Untuk Sains dan teknik. Jakarta: Erlangga