MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR

Transkripsi

1 MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU TEKNIK DASAR Disusun Oleh : Ti Laboratoriu Dan Pusat Pengebangan Ilu Teknik Dasar LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU TEKNIK DASAR FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 017

2 DAFTAR ISI PANDUAN DAN TATA TERTIB PRAKTIKUM FISIKA DASAR... 3 SUSUNAN LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR... 5 BAHAN EVALUASI... 6 ANALISA RALAT PENGUKURAN... 7 PERCOBAAN KE 1 PENGUKURAN PERCOBAAN KE BIDANG MIRING... 3 PERCOBAAN KE 3 VISKOSITAS STOKE PERCOBAAN KE 4 PANAS LEBUR ES DAN PANAS PENGUAPAN AIR PERCOBAAN KE 5 PANAS JENIS ZAT PADAT PERCOBAAN KE 6 KESETARAAN KALOR MEKANIS PERCOBAAN KE 7 HANTARAN LISTRIK DALAM KAWAT (LAMPU PIJAR).. 61 PERCOBAAN KE 8 BANDUL MATEMATIS...70

3 PANDUAN DAN TATA TERTIB PRAKTIKUM FISIKA DASAR 1. Kelopok terdiri dari (3 5) ahasiswa yang solid, serta apu bekerjasaa. Beri naa kelopok, sebagai identitas agar udah dala pengenalan (hindarkan penaaan kelopok dengan hanya enggunakan angka). Naa kelopok harus siple, berakna dan udah diingat. Catatan: Sangat penting bagi asing-asing individu dala kelopok engetahui tanggung jawab asing-asing, aturan dala kelopok, pebagian tugas serta koordinasi yang baik, sehingga kelopok eiliki keapuan atau perforansi yang bagus. Dokuentasikan setiap proses perancangan, sehingga terlihat kuatnya teawork dan keapuan berkounikasi yang bagus dala kelopok. Cari angle yang bagus, sehingga terlihat kekopakan dala kelopok dan progress perancangan yang sudah dicapai.. Susunlah aktivitas kelopok untuk enyelesaikan portofolio dan laporan praktiku, sehingga dapat diketahui tanggung jawab dari asing-asing personal dala kelopok. 3. Sebelu pelaksanaan praktiku, seluruh praktikan harus engikuti sosialisasi ateri secara keseluruhan. Alokasi waktu satu ja. 4. Sebelu eulai praktiku, asing-asing kelopok diinta engupulkan tugas pendahuluan project (tugas pendahuluan terlapir). 5. Kupulkan portofolio dan laporan praktiku kepada asisten. 6. Ipleentasikan setiap praktiku kedala riset nyata dan analisakan hasil riset (usulan). 7. Praktikan datang 15 enit sebelu praktiku diulai, bagi yang terlabat lebih dari 15 enit tidak boleh engikuti praktiku pada hari itu. 8. Buku, ap, tas yang dibawa praktikan diletakkan ditepat yang telah disediakan, kecuali buku petunjuk praktiku. 9. Praktikan harus eakai pakaian yang sopan dan rapi, tidak boleh enggunakan sandal jepit dan kaos oblong. 3

4 10. Selaa praktiku harus dijaga ketenangan, ketertiban, kebersihan, kesopanan, dan ketekunan kerja. 11. Praktikan harus bertanggung jawab terhadap alat yang digunakan dan waktu pengebalian alat harus dala keadaan baik/tidak rusak, lengkap dan bersih. 1. Apabila ada kerusakan alat karena kelalaian praktikan, aka praktikan harus engganti dengan alat yang saa. 13. Setelah selesai elakukan praktiku, peralatan agar dirapikan seperti seula. 14. Hasil praktiku/laporan seentara harus disahkan oleh dosen/asisten pebibing, dan dikupulkan sebelu engikuti praktiku selanjutnya. 15. Praktikan yang tidak dapat engikuti praktiku pada hari yang telah ditentukan dapat engajukan inhall (Praktiku Pengganti) setelah praktiku selesai, aksial 1 kali inhall (ditentukan pengelola laboratoriu). 16. Laporan keseluruhan harus ASLI ditulis tangan, dijilid enggunakan warna sapul yang telah ditentukan. 17. Pelanggaran ketentuan diatas akan dikenakan sanksi akadeis. 18. Hal hal yang belu disebutkan diatas diatur tersendiri. 4

5 SUSUNAN LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR HALAMAN JUDUL LEMBAR PENGESAHAN KATA PENGANTAR DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL PERCOBAAN I TUJUAN 1. LANDASAN TEORI ( Tidak boleh dari odul, in.3 halaan ) 1.3 HIPOTESIS ( Kesipulan seentara berdasarkan kondisi riil tabel dari data hasil percobaan ) Tabel data hasil percobaan 1.4 ANALISA PERHITUNGAN Tabel analisa perhitungan 1.5 ANALISA HASIL DAN PEMBAHASAN ( Harus tersusun dari poin Tujuan, Landasan Teori, Analisa Perhitungan ) 1.6 KESIMPULAN DAN SARAN Dan seterusnya... PENUTUP DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN LOG BOOK LEMBAR ASISTENSI DOKUMENTASI TEAMWORK 5

6 BAHAN EVALUASI Sebagai acuan atau dasar evaluasi dan penilaian pada Praktiku Fisika Dasar adalah sebagai berikut. Tugas Pendahuluan 5 % Pre Test 5 % Keaktifan saat Praktiku 15 % Praktiku 40 % Dinilai berdasarkan individu asing asing kelopok, eliputi Laporan, Asistensi, dan ACC Paha. Post Test 35 % 6

7 ANALISA RALAT PENGUKURAN 1.1. Pendahuluan Fisika erupakan salah satu cabang IPA yang khusus enggabarkan gejala-gejala ala dan sekaligus enjelaskan secara kuantitatif, artinya bahwa apapun yang dinyatakan dengan huku fisika harus dapat dinyatakan dala angka-angka lewat pengaatan dan pengukuran. Pengukuran erupakan praktek ebaca skala pada alat ukur sehingga hasil ukur sangat dipengaruhi oleh alat ukurnya, obyek yang diukur, bahkan lingkungan (teperatur ruang, kelebaban udara) yang secara tidak langsung berpengaruh baik kepada obyek aupun alat ukurnya. Hal ini akan eberikan konsekuensi bahwa hasil pengukuran bukan erupakan angka yang absolut tetapi sangat relatif yang berarti tidak pernah dapat dicapai suatu hasil ukur yang tepat betul tetapi yang ada hanyalah suatu nilai yang epunyai toleransi (kisaran nilai). Sebagai contoh, kekuatan tarik baja pada teperatur 0 C berbeda dengan pada teperatur 5 C, 75 C dan seterusnya. Besarnya Angka Kisaran dari hasil pengukuran ini sering disebut sebagai angka ralat dari pengukuran atau juga disebut sebagai angka ketidakpastian hasil ukur. Misal : Hasil pengukuran panjang pensil dengan penggaris ditulis (1,51±0,0) c (lihat gabar 1.1) Angka 1,51 disebut sebagai angka terboleh atau angka rata-rata atau angka tebaik dari hasil ukur. Angka 0,0 disebut sebagai angka toleransi pengukuran atau ralat atau ketidakpastian hasil ukurnya. Dala eperoleh angka-angka tesebut diperlukan suatu pengetahuan tentang teori ralat. Gabar 1.1. Pengukuran Panjang Pensil 7

8 1.. Maca-Maca Ralat dan Subernya Secara garis besar aca ralat yang ada dala pengaatan dikelopokkan enjadi aca, yaitu : ralat sisteatis (systeatic error) dan ralat rabang (rando error). Definisi ralat sisteatis : yaitu ralat pengukuran yang akan eberikan efek tetap terhadap hasil ukur dan dengan analisa lebih lanjut efek ini tidak akan epengaruhi hasil yang diharapkan. Subernya antara lain, a) Suber dari alat Sebuah theroeter yang terkalibrasi sejak awal pada tekanan atosfir enunjukkan 10 0 C pada air endidih, dan 0 C pada es ebeku. Apabila theroeter ini digunakan untuk engukur aka enunjukkan hasil yang selalu lebih tinggi 0 C. b) Suber dari pengaatan Misal, cara ebaca skala tidak posisi tegak lurus tetapi iring kekanan atau kekiri yang akhirnya aka nada suatu kesalahan pebacaan yang sering dinaakan paralaks. c) Suber dari lingkungan, Pengaruh ralat sisteatis ini dapat dieliinasi apabila sudah dapat diketahui penyebab atau subernya. Definisi ralat rabang : ralat yang bersifat fluktuatif saat diana gejala pengaatan kadang enunjukkan nilai terlalu besar atau terlalu kecil. Suber dari ralat ini tidak selalu dapat diidentifikasi. Suber yang eungkinkan sering berasal dari: a) Pengaat : isalnya ketidakceratan dala enaksir suatu penunjukkan skala. b) Lingkungan : isalnya terjadi fluktuasi suber tegangan dari PLN, adanya getaran ekanik, perubahan teperature ruang, dan sebagainya. Untuk einialisasi ralat rabang harus dilakukan pengukuran berulang, seakin banyak pengulangan akan seakin eperkecil ralat ini. Misal : Pengukuran panjang atau lebar dan tinggi suatu benda berbentuk balok (lihat gabar 1.). Gabar 1. Contoh Pengukuran Panjang, Lebar, Tinggi Pada Balok 8

9 Dala hal ini dapat dilakukan pengukuran (l), (p) dan (t) secara berulangulang dengan engabil posisi pengukuran (area yang diukur) berbeda-beda asal asih ewakili besaran yang diinginkan. Contoh lain : Misal pengukuran besaran yang berdasarkan pengaatan cukup fluktuatif yaitu pengaatan tegangan atau arus listrik yang sistenya tidak stabil, aka data dapat diaati secara berulang. Cara enentukan odel data tersebut adalah sbb: Tabel 1.1 Cara Menentukan Model Data Pengukuran ke Data pengaatan 1 47,51 47, , , ,47 Dengan enggunakan ruus ralat sbb : Δ x = = Δx = ralat pengaatan = nilai rata-rata = data ke-i n = Julah data pengulangan Catatan : Pengukuran dilakukan secara berulang hanya apabila penunjukkan nilai ukur terjadi fluktuasi, tetapi bila ternyata penunjukkan konstan (konsisten) aka tidak perlu dilakukan pengukuran berulang! 1.3. Cara Menentukan Nilai Ralat Nilai ralat ini ditentukan oleh banyak faktor (seperti sudah disapaikan sebelunya), dan untuk eahai faktor-faktor tersebut diperlukan pengetahuan yang cukup engenai etode analisa data disaping diperlukan banyak pengalaan eksperien aupun penelitian yang dilakukan sehingga tercapai coon sense yang benar pada diri seorang pengaat/pengolah data. Untuk itu diberikan suatu pedoan yang praktis bagi praktikan (pengolah data peula) dengan pendekatan yang sederhana sehingga dapat enghitung ralat dengan cara yang benar sesuai dengan odel datanya. 9

10 1. Data tunggal Yaitu data yang diperoleh cukup sekali pengaatan. Missal : pengaatan suhu pada proses pendinginan, pengaatan panjang kawat/tali yang tipis, pengaatan arus atau tegangan listrik yang cukup stabil, dsb. Cara enetukan ralat dilakukan dengan penaksiran yang dilandasi oleh keadaan skala alat tsb.. Data berulang Yaitu data yang diaati secara berulang (lebih dari satu kali), hal ini secara eksperien dapat dilakukan dan cukup layak /konsisten datanya. Misal : Hasil perhitungan kalkulator : = 47,49 Δx = 0, Penyajian hasil tersebut dituliskan sebagai : x = (47,49 ± 0,0) (diskusikan angka ini dengan asisten.) 3. Ralat perabatan Merupakan ralat perhitungan dari suatu besaran yang besaran tersebut tidak dapat teraati secara langsung tetapi lewat besaran lain yang terukur langsung. Misal : Mengukur volue benda berbentuk balok dengan alat ukur panjang (penggaris). Besarnya panjang (p), lebar (l), dan tinggi (t) erupakan besaran yang terukur langsung, sedangkan besaran volue (V) balok dihitung lewat ruus =.. Gabar 1.3 Ralat Volue (V) Dihitung dengan Ruus Perabatan Ralat Ruus yang di gunakan: Δv = Misal hasil data diperoleh : p = (5,1 ± 0,0) c l = (3, ± 0,01) c t = (,57 ± 0,01) c Diperoleh hasil perhitungan : = (5,1) (3,) (,57) = 4,37 c³ 10

11 =. = (3,) (,57) = 8,754 =. = (5,1) (,57) = 13,1564 =. = (5,1) (3,) = 16,4864 ΔV = ΔV = 0,5643 c³ Penyajian hasil perhitungan Volue balok adalah V = (4,4 ± 0,6) c³ Contoh lain Misal akan dihitung jarak fokus suatu lensa dengan diberikan data hasil pengaatan jarak bayangan (b = 5,5 ± 0,) c dan jarak benda (b = 0,1 ± 0,) c Gabar 1.4 Percobaan Jarak Titik Api Cerin Speris dan Lensa Speris Perhitungan fokus lensa (f) lensa elalui ruus = + Atau f = = 11,4 c Diperoleh ralat fokus elalui ruus perabatan ralat sebagai σf = = 0,03 c dengan = = 0,318 = = 0,1943 Hasil Perhitungan ditulis : f = (11,4 ± 0,03) c 11

12 1.4. Grafik Grafik erupakan suatu bentuk visual dari suatu tapilan data yang dapat eberikan gabaran tentang kelakuan/fungsi data terhadap besaran-besaran (variable-variabel) lain yang epengaruhinya. Kegunaan grafik antara lain, 1. Secara visual, grafik erupakan gabaran data hasil pengaatan yang banyak engandung inforasi bagi pengaat. Misal : Seorang pengaat ingin enyelidiki keberlakuan huku hooke yang enyatakan bahwa perubahan panjang suatu benda yang bersifat elastic berbanding lurus terhadap gaya yang dikerjakan kepada benda tersebut. Δl = F diana Δl : perubahan panjang F : gaya Dala elakukan pengaatan digunakan benda pegas yang tergantung dan diberi beban assa (M). Hasil pengaatan digabarkan oleh grafik Δl (c) sebagai fungsi perubahan assa beban M (gra) sebagai berikut: Gabar 1.5 gabar analogi huku Hooke Sekilas pandang pengaat langsung dapat engabil kesipulan bahwa keberlakuan huku Hooke untuk pegas yang diaati hanya berlaku pada daerah diana assa dibawah 30 gra (M < 30 gra), diatas assa tersebut sudah eberikan gabaran yang tidak linier lagi yang berarti, hubungan antara Δl dan F untuk M > 30 gra sudah tidak berbanding lurus (lihat gabar1.5). 1

13 . Grafik berguna untuk ebandingkan antara hasil eksperien dengan landasan teorinya. Misal : Pengaatan pola difraksi pada celah tunggal (seperti gabar 1.6). Gabar 1.6 kurva yang berupa garis elengkung Gabar 1.6 erupakan hasil hitungan dari intensitas pola difraksi celah tunggal, sedangkan titik-titik hita erupakan hasil pengaatan yang tertapil pada grafik intensitas sebagai fungsi jarak. Terlihat langsung bahwa terdapat daerah yang sesuai atau tidak sesuai antara eksperien dengan pendekatan teoritisnya. 3. Grafik dapat digunakan untuk kalibrasi (peneraan) yang secara epiris eberikan hubungan antara dua besaran yang saling epengaruhi. Misal : Suatu eleen listrik LDR (Light Dependent Resistor), besarnya tahanan listrik (R) tergantung dari intensitas cahaya (I) yang jatuh pada perukaan LDR tersebut. Secara teori hubungan natara I dan R pada LDR tersebut belu dipikirkan, naun dapat dilakukan pengaatan dengan baik (seperti gabar 1.7). Gabar 1.7 nilai lux cahaya ketika R = 400 kω adalah 180 lux. 13

14 4. Grafik dapat enentukan konstanta yang enghubungkan antara besaran yang satu dengan yang lainnya. Misal : Keiringan (gradien) grafik pada gabar 1 enunjukkan nilai konstanta yang enghubungkan antara perubahan panjang pegas dan pertabahan bebannya. Dala hal ini Gradien = K = 0, c/gra yang erupakan nilai tetapan elastisitas pegas tersebut (berarti pegas akan bertabah panjang 0, c untuk setiap peberian beban 1 gra). 1.5 Langkah-langkah ebuat grafik 1. Pasang subu-subu horisontal (Subu-x) sebagai data-data variabel (sebab) dan subu vertikal (subu-y) sebagai data hasil pengaatan (akibat). (hal ini tidak boleh terbalik!). Buatlah angka skala pada kedua subu tersebut yang sesuai (berkisar pada daerah hasil pengaatan) sehingga eudahkan untuk elukis titik pengaatan. Pilih angka skala yang udah issal 1 c pada kertas grafik ewakili 1 unit (atau 10, 100, 0.1 dan sebagainya). 3. Aturlah pebagian skala dengan baik sehingga titik pengaatan berjarak cukup (tidak saling berdepetan) antara satu dengan lainnya (lihat gabar 1.8) Gabar 1.8 koordinat titik pada grafik 4. Aturlah pebagian skala pada subu horisontal dan subu vertikal sedeikian sehingga keiringan grafik (khusus grafik linier) berada antara sudut 30 dan 60 (lihat gabar 1.9) Gabar 1.9 Sudut keiringan grafik 14

15 5. Tarik garis grafik secara halus dan erata yang enelusuri daerah titik-titik pengaatan, jangan elukis garis patah-patah yang enghubungkan tiap dua titik pengaatan yang berurutan (lihat gabar 1.10). Gabar 1.10 Penarikan garis pada grafik 6. Apabila grafik yang diharapkan erupakan garis lurus (linier) yang epunyai persaaan y = Mx, jangan dipaksa elalui titik (0,0), tetapi hendaknya ditarik garis lurus yang paling cocok elalui daerah titik-titik hasil pengaatan. (hal ini, agar terdeteksi apabila ternyata terdapat ralat sisteatis dala pengaatan) (lihat gabar 1.11). Gabar 1.11 Grafik hubungan antara Volt (V) dan kuat arus (A) 7. Penggabaran grafik pengaatan yang baik dilakukan langsung pada saat eksperien asih berlangsung (ketika set-up eksperien asih belu diubah /dibongkar). Hal ini akan sangat ebantu pengaat apabila terjadi penyipangan data yang cukup enyolok, sehingga ada suatu langkah pengulangan pengaatan. 8. Langkah penyepurnaan data perlu dilakukan apabila asih eungkinkan, yaitu dilakukan di daerah yang sangat enentukan crucial regions). Missal seperti gabar 1.11, tindakan penyepurnaan asih perlu didaerah kosong (l < 15 A). 15

16 PERCOBAAN KE - 1 PENGUKURAN 1.1 TUJUAN Praktiku ini bertujuan agar setiap praktikan apu: 1. Melakukan pengukuran dengan enggunakan alat ukur seperti: Mistar, Jangka Sorong, Mikroeter sekrup, gelas ukur dan Neraca /Tibangan, High Gauge.. Menentukan besaran turunan berdasarkan besaran dasar seperti: panjang, luas, volue, dan assa jenis benda untuk benda beraturan dan yang tidak beraturan. Dala elakukan pengolahan, analisis data dan eberikan kesipulan hasil praktiku PENGUKURAN harus elakukan dan elaksanakan konsultasi dengan asisten pengapu terlebih dulu selabat labatnya 1 inggu setelah praktiku. 1. ALAT DAN BAHAN Dala elakukan percobaan pengukuran, alat dan bahan yang dipergunakan antara lain: 1. Alat pengukuran (neraca, istar, jangka sorong, ikroeter, high gauge, gelas ukur). Zat cair (Air) 3. Benda tak beraturan 4. Benda berbentuk balok 5. Benda berongga 6. Bola 1.3 PROSEDUR PELAKSANAAN LANGKAH 1 : SETTING Seua anggota enyiapkan alat & bahan sesuai dengan gabar yang ada di odul. Pastikan peralatan layak untuk digunakan 16

17 Seua anggota siap engikuti praktiku dengan ebawa peralatan alat tulis. LANGKAH : PERCOBAAN SEMUA ANGGOTA : 1. Salah satu anggota enggabar benda sebarang. Mengukur tebal I dan tebal II dari benda sebarang enggunakan ikroeter sekrup. 3. Mengukur diaeter I, II, III, IV benda sebarang enggunakan jangka sorong. 4. Menibang benda sebarang enggunakan neraca O hauss. PRAKTIKAN A : (Anggota 1) 1. Menibang balok enggunakan nerca o hauss. Mengukur tinggi balok enggunakan high gauge 3. Mengukur panjang dan lebar balok enggunakan jangka sorong PRAKTIKAN B : (Anggota ) 1. Mengukur diaeter bola enggunakan jangka sorong. Menibang bola dengan cara assa gelas ukur berisi bola dikurangi dengan assa gelas ukur kosong PRAKTIKAN C : (Anggota 3) 1. Menggabar benda berongga. Mengukur diaeter benda berongga enggunakan jangka sorong 3. Mengukur panjang, lebar, tinggi benda berongga enggunakan jangka sorong 4. Menibang benda berongga enggunakan neraca o hauss PRAKTIKAN D : (Anggota 4) 1. Menibang gelas ukur kosong enggunakan neraca o hauss. Mengisi gelas ukur dengan air 3. Mengukur volue air 4. Menibang gelas ukur yang telah berisi air keudian encari assa air dengan cara engurangi assa gelas berisi air dengan gelas ukur yang kosong SEMUA ANGGOTA : Seua anggota engecek seua kelengkapan data percobaan pengukuran. 17

18 1.4 PANDUAN PENGISIAN PORTOFOLIO Setelah selesai elaksanakan praktiku odul pengukuran, praktikan diharapkan eahai inti dari praktiku odul ini. Keudian praktikan wajib enyelesaikan hasil praktiku odul 1 dala bentuk portofolio aksial ( inggu) setelah praktiku. Adapun isi dari portofolio ini antara lain: 1. Tabel data hasil percobaan yang sudah diberikan asisten/yang terlapir pada odul.. Penulisan tujuan, sesuai dengan odul praktiku yang diberikan asisten 3. Penulisan analisis perhitungan dari hasil percobaan 4. Lengkapi dengan gabar atau grafik jika diperlukan 5. Buat tabel hasil percobaan yang datanya berasal dari analisa perhitungan 6. Dokuentasi kegiatan teawork. 1.5 LANDASAN TEORI Suatu besaran turunan ditentukan dengan engukur besaran dasar terlebih dahulu, sehingga untuk enentukan besaran turunan seperti : luas, volue, dan assa jenis diperlukan besaran dasar berupa panjang, lebar, aupun diaeter. Dala pengukuran sebuah benda dengan bentuk yang sebarang dengan eiliki volue (v) dan assa () aka benda tersebut dapat diketahui assa jenisnya dengan ruus sebagai berikut: Keterangan: = assa jenis (kg/ 3 ) = assa benda (kg) V = volue benda ( 3 ) Dengan deikian berdasarkan peruusan diatas kita apu enentukan assa jenis beberapa benda. Beberapa konsep yang berkaitan dengan hasil dari pengukuran adalah : Angka penting 18

19 Ketidakpastian Galad (perhitungan error) Didala fisika terdapat beberapa jenis besaran yaitu besaran pokok dan besaran turunan, yaitu sebagai berikut Tabel 1.. Besaran Pokok Fisika No Naa Besaran Satuan Diensi 1 Massa Kg M Waktu s T 3 Panjang L 4 Suhu o K Ө 5 Julah Zat Mol N 6 Intensitas Cahaya Candela J 7 Kuat Arus Apere I Satuan dasar dan satua turunan: diperkuat, ex berat, daya enurut ekanika, listrik, fluida. 1.6 RUMUS PERCOBAAN PENGUKURAN a. Massa Jenis KR = x 100% K = 100% - KR Keterangan : = assa jenis (gr/c³) = assa benda (gr) V = volue benda (c³) = ralat assa jenis (gr/c³) 19

20 KR= kesalahan relatif (%) K = ketelitian (%) b. Balok V = p.l.t Keterangan : V = volue balok (c³) V = ralat volue balok (c³) p = panjang balok (c) p = ralat panjang balok (c) l = lebar (c) l = ralat lebar (c) t = tinggi (c) t = ralat tinggi (c) c. Bola Keterangan : V = volue bola (c³) V = ralat volue bola (c³) r = jari jari bola (c) r = ralat jari jari bola (c) d. Tabung V =. r. t Keterangan : V = volue tabung (c 3 ) r = jari jari tabung (c) t = tinggi tabung (c) 0

21 V= ralat volue tabung (c 3 ) r = ralat jari jari tabung (c) t = ralat tinggi tabung (c) e. Prisa Segitiga V = ( ½. a.t ).T ΔV = Keterangan : V = Volue Prisa Segitiga (c 3 ) a = Alas Segitiga (c) t = Tinggi Segitiga (c) T = Tinggi Prisa (c) REFERENSI Serway, R.A,1986: Physics nd Sounders College Halliday, Resnick dan Krane, 1996 : Physics I, John Willey 7 Sons 1

22 LEMBAR DATA HASIL PERCOBAAN Jenis Praktiku : Pengukuran Hari/Tanggal Praktiku : Fakultas/Jurusan : Kelopok/Naa Kelopok : NO. NAMA PESERTA NIM TANDA TANGAN DATA HASIL PERCOBAAN : No Naa Sapel Alat yang digunakan Diensi Panjang Lebar Tebal Diaeter Massa 1 Balok --- Bola Benda Berongga Benda Tak Beraturan 5 Zat Cair Volue : Sesuai Lapiran Gabar Sesuai Lapiran Gabar Toleransi: p = c Untuk zat cair : = gr l = c V = c 3 t = c = c r = c Asisten Pengapu

23 PERCOBAAN KE - BIDANG MIRING.1 TUJUAN Praktiku ini bertujuan agar tiap-tiap praktikan apu, 1. Mebedakan dan endifinisikan gaya-gaya yang bekerja pada balok.. Menguraikan gaya-gaya yang bekerja pada balok di bidang iring. 3. Mencari koefisien gesek pada benda dia dan benda sedang beargerak yang eluncur pada bidang iring. Dala elakukan analisis data dan eberikan kesipulan praktiku Bidang Miring harus elakukan dan elaksanakan konsultasi dengan asisten pebibing terlebih dulu selabat labatnya 1 inggu setelah praktiku.. ALAT DAN BAHAN 1. Bidang luncur yang bisa diatur sudutnya. Beban 3. Balok 4. Stopwatch 5. Mistar 6. Bedak 7. Pengait 8. Neraca.3 PROSEDUR PELAKSANAAN LANGKAH 1 : MENIMBANG BERAT BALOK, BEBAN, & PENGAIT a) Anggota 1 : Menibang assa balok b) Anggota : Menibang assa beban c) Anggota 3 : Menibang assa pengait d) Anggota 4 : Mencatat data asa balok, beban, dan pengait LANGKAH : SETTING BIDANG MIRING (1) a) Anggota 1 : Melihat sudut b) Anggota, 3 : Menaikkan bidang iring c) Anggota 4 : Meberi bedak LANGKAH 3 : SETTING BIDANG MIRING () 3

24 a) Anggota 1 : Mengukur panjang balok b) Anggota, 3 : Mengatur panjang lintasan c) Anggota 4 : Mepersiapkan stopwatch LANGKAH 4 : PENGAMBILAN DATA a) Anggota 1 : Melepaskan beban b) Anggota, 3, 4 : Mengaati waktu tepuh stopwatch c) Anggota 4 : Mencatat waktu stopwatch dala tabel..4 PANDUAN PENGISIAN PORTOFOLIO Setelah selesai elaksanakan praktiku odul Bidang Miring, praktikan diharapkan eahai inti dari praktiku odul ini. Keudian praktikan wajib enyelesaikan hasil praktiku odul dala bentuk portofolio aksial ( inggu) setelah praktiku.. Adapun isi dari portofolio ini antara lain: 1. Tabel data hasil percobaan yang sudah diberikan asisten / yang terlapir pada odul.. Penulisan tujuan, etode pelaksanaan, dan landasan teori sesuai dengan odul praktiku yang diberikan asisten. 3. Penulisan analisa perhitungan dari hasil percobaan. 4. Lengkapi dengan gabar atau grafik jika diperlukan. 5. Buat tabel hasil percobaan yang datanya berasal dari analisa perhitungan. 6. Dokuentasi kegiatan teawork 4

25 .5 LANDASAN TEORI Gabar.1 Bidang Luncur.5.1 Pengertian Bidang Miring Bidang iring adalah suatu pesawat sederhana dengan perukaan datar dan epunyai sudut ( bukan sudut tegak lurus) terhadap perukaan horisontal. Keuntungan ekanik bidang iring bergantung pada panjang landasan bidang iring dan tingginya. Seakin kecil sudut keiringan bidang, seakin besar keuntungan ekanisnya atau seakin kecil gaya kuasa yang harus dilakukan. Keuntungan ekanik bidang iring diruuskan dαengan perbandingan antara panjang (s) dan tinggi bidang iring (h). KM = s/h.5. Terinologi yang berkaitan a) Gaya berat dan gaya Noral Jika sebuah benda yang terletak pada bidang datar dan tidak ada gaya yang kita berikan pada benda tersebut aka akan terjadi kesetibangan antara gaya berat benda (W) tersebut dengan gaya reaksi yang dilakukan oleh perukaan yang arahnya berlawanan dengan gaya berat benda dan tegak lurus dengan bidang perukaannya, gaya ini dikenal sebagai gaya noral (N), perhatikan gabar.1 5

26 b) Gaya Gesek statik dan Kinetik Jika sebuah benda diletakkan pada bidang iring dan resultan gaya yang bekerja F=0, aka terdapat gaya gesekan statis, diana gaya gesek statis besarnya saa dengan fs=us.n Jika benda dikenai gaya. dan keudian benda bergerak aka gesekan kedua perukaan terdapat gaya reaksi. Yang di sebut gaya gesek kinetik. fk=uk.n c) Gaya tegang tali Adalah gaya reaksi pada tali, pegas, dan benda yang terjadi karena ujung-ujungnya dihubungkan dengan benda yang lain. d) D Alebert Principle D Alebert Principle adalah jika suatu benda engalai percepatan ā, aka pada benda itu akan terkena gaya inersia Fin=. ā, yang arahnya berkebalikan dengan arah percepatanya..6 RUMUS PERCOBAAN BIDANG MIRING Percobaan ke-n t1 t... t t n t n ( t t ) n( n 1)...sec ond Percepatan S A B 1 Vot at, Vo 0 1 S at A B S AB a... c / s t 6

27 7 3 1 t t S S t a B A B A Koefisien Gesek Statis (S) ) ( ' ) ( 1 kg P P kg assa balok tan cos 1 s cos cos 1 s Koefisien Gesek Kinetik (K) tan..cos cos g a K cos.cos 1.cos.cos 1 g g a a g K k=(k±δk) x100% KR k k K=100%-KR Keterangan: t = waktu (second) H = tinggi () a = percepatan (/s ) Sa-b = panjang lintasan () g = percepatan gravitasi (/s ) KR = kesalahan relative (%) α = sudut ( 0 ) 1 = assa balok (kg) P = assa beban (kg) W = berat balok (N) P = assa pengait (kg) K = ketelitian (%)

28 = assa P+P (kg) k = koefisien gesek kinetik KH = keuntungan ekanis s = koefisien gesek statis S = panjang () 1 = ralat assa balok (kg) = ralat assa (kg) g = ralat percepatan grafit asi (/s ) a = ralat percepatan benda (/s ) 8

29 LEMBAR DATA HASIL PERCOBAAN Jenis Praktiku : Bidang Miring Hari/Tanggal Praktiku : Fakultas/Jurusan : Kelopok/Naa kelopok : NO. NAMA PESERTA NIM TANDA TANGAN DATA HASIL PERCOBAAN : NO M P P Sudut Sa-b t (second) (kg) (kg) (kg) ( 0 ) () t1 t t P = N 1 = kg Sa-b = = kg W = N g = /s Benda 1 Benda Asisten Pengapu 9

30 PERCOBAAN KE 3 VISCOSITAS STOKE 3.1. TUJUAN Praktiku ini bertujuan agar setiap anggota kelopok apu : 1. Mendekripsikan huku stoke. Mengetahui prinsip dasar penggunaan huku stoke 3. Menentukan koefisien kekentalan zat cair enggunakan huku stoke 4. Mengeahui contoh penerapan viscositas stoke Dala elakukan analisis data dan eberikan kesipulan praktiku Viskositas Stoke harus elakukan dan elaksanakan konsultasi dengan asisten pebibing terlebih dulu selabat labatnya 1 inggu setelah praktiku. 3.. ALAT DAN BAHAN 1. Pipa gelas yang panjang. Epat bola dengan diaeter berbeda. 3. Stopwatch. 4. Jangka sorong 5. Neraca 6. Gelas pengukur atau Picnoeter 7. Pita eter 3.3. PROSEDUR PELAKSANAAN LANGKAH 1 : DATA AWAL 1. (Anggota: A) Menyiapkan tabel data dan encatat setiap hasil data praktiku yang didapatkan.. (Anggota: B) Mengukur assa oli enggunakan picnoeter dengan cara : a. Menibang picnoeter kosong dengan enggunakan neraca Kg, encatat hasil data. b. Meindahkan oli dari kalorieter ke dala picnoeter c. Menibang picnoeter yang berisi oli dengan enggunakan neraca, encatat hasil data. d. Menghitung assa oli dengan cara data poin a dikurangi dengan data poin c (lihat panduan di data tabel). 30

31 3. (Anggota: C) Mebaca volue oli pada picnoeter dengan cara elihat batas oli pada angka yang tertera pada picnoeter. 4. (Anggota: A) Menetapkan urutan bola dari yang terbesar ke yang terkecil keudian engukur assa 4 assa bola loga dengan enggunakan neraca gra secara bergantian, catat hasil. 5. (Anggota: B) Mengukur jari-jari (r) pada setiap bola sesuai dengan urutan bola enggunakan jangka sorong, catat hasil. 6. (Anggota: C) Mengukur panjang jarak oli pada pipa gelas panjang berdasarkan jarak dari perukaan atas oli sapai perukaan bawah oli pada pipa gelas panjang (SA-B) enggunakan pita eter, catat hasil. 7. (Anggota: A) Menjatuhkan bola pertaa ke dala oli di ulai dari perukaan atas oli dengan tanpa kecepatan awal dan eberikan aba-aba saat bola akan di jatuhkan. 8. (Anggota: B & C) Mengaati dengan teliti waktu tepuh bola dari perukaan atas oli hingga perukaan bawah oli enggunakan stopwatch, catat hasil. * Cara enghitung waktu tepuh bola adalah secara bersaa dengan aba-aba saat bola ulai dijatuhkan dari perukaan atas oli keudian stopwatch ulai enghitung waktu. Saat bola tiba di perukaan bawah oli aka stopwatch langsung dihentikan. 9. (Anggota: A) Mengabil bola yang berada dala pipa gelas panjang enggunakan agnet, dengan cara easukan agnet kedala pipa gelas panjang. 10. Mengulangi langkah noor 7 9 untuk bola selanjutnya. 3.4 PANDUAN PENGERJAAN PORTOFOLIO Setelah selesai elaksanakan praktiku odul Viskositas Stoke, praktikan diharapkan eahai inti dari praktiku odul ini. Keudian praktikan wajib enyelesaikan hasil praktiku odul 3 dala bentuk portofolio aksial ( inggu) setelah praktiku. Adapun isi dari portofolio ini antara lain : a) Tabel data hasil percobaan yang sudah diberikan asisten / yang terlapir pada odul. 31

32 b) Penulisan tujuan, etode pelaksanaan, dan landasan teori sesuai dengan odul praktiku yang diberikan asisten. c) Penulisan analisa perhitungan dari hasil percobaan. d) Lengkapi dengan gabar atau grafik jika diperlukan. e) Buat tabel hasil percobaan yang datanya berasal dari analisa perhitungan. f) Dokuentasi kegiatan tea work 3.5 LANDASAN TEORI Viskositas erupakan ukuran kekentalan fluida yang enyatakan besar kecilnya gesekan di dala fluida.seakin besar viskositas (kekentalan) fluida, aka seakin sulit suatu fluida untuk engalir dan juga enunjukkan seakin sulit suatu benda bergerak di dala fluida tersebut. Menurut George Stokes besarnya gaya gesek pada fluida inilah yang disebut gaya stokes Di antara salah satu sifat zat cair adalah kental (viscous) di ana zat cair eiliki koefisien kekentalan yang berbeda-beda, isalnya kekentalan inyak goreng berbeda dengan kekentalan oli. Jika sebuah benda berbentuk bola dijatuhkan ke dala fluida kental, isalnya kelereng dijatuhkan ke dala kola renang yang airnya cukup dala, napak ula-ula kelereng bergerak dipercepat.tetapi beberapa saat setelah enepuh jarak cukup jauh, napak kelereng bergerak dengan kecepatan konstan (bergerak lurus beraturan). Ini berarti bahwa di saping gaya berat dan gaya apung zat cair asih ada gaya lain yang bekerja pada kelereng tersebut. Gaya ketiga ini adalah gaya gesekan yang disebabkan oleh kekentalan fluida. Khusus untuk benda berbentuk bola, gaya gesekan fluida secara epiris diruuskan sebagai Persaaan : Fs = 6π η rv...(1) Sebuah bola padat eiliki kerapatan assaρb dan berjari-jari r dijatuhkan tanpa kecepatan awal ke dala fluida kental eiliki kerapatan assaρf, di ana ρb>ρf. Telah diketahui bahwa bola ula-ula endapat percepatan gravitasi, naun beberapa saat setelah bergerak cukup jauh bola akan bergerak dengan kecepatan konstan. Kecepatan yang tetap (konstan) ini disebut kecepatan akhir v yaitu pada saat gaya berat bola saa dengan gaya apung ditabah gaya gesekan fluida. Gabar 1 enunjukkan siste gaya 3

33 yang bekerja pada bola kelereng yaitu FA = gaya Archiedes, FS = gaya Stokes, dan W = g = gaya berat kelereng. Gabar 3.1 Gaya yang Bekerja Pada BolaDengan Kecepatan Tetap. Jika saat kecepatan konstan telah tercapai, aka berlaku prinsip Newton tentang GLB (gerak lurus beraturan) FA + FS = W...() Jika ρb enyatakan rapat assa bola,ρf enyatakan rapat assa fluida, dan Vb enyatakan volue bola, serta g gravitasi bui, aka berlaku Persaaan (3) dan (4). W = ρb.vb.g...(3) FA = ρf.vb.g...(4) Rapat assa bola ρb dan rapat assa fluida ρf dapat diukur dengan enggunakan Persaaan (5) dan (6). ρb =...(5) ρf =...(6) dengan gu enyatakan assa picnoeter, f assa fluida, Vf volue fluida. Dengan ensubstitusikan Persaaan (3) dan (4) ke dala Persaaan () aka diperoleh Persaaan (7). FS = Vbg (ρb - ρf)...(7) 33

34 Dengan ensubstitusikan Persaaan (1) ke dala Persaaan (7) diperoleh Persaaan (8). η=...(8) 3.6. RUMUS VISCOSITAS STOKE 1. Percobaan Bola t1 t... tn t =.. detik n ( t t ) t = n( n 1) Keterangan: t = waktu rata-rata (detik) t = toleransi waktu rata-rata (detik) n = julah percobaan. Kecepatan Bola V = t s.. c / detik V = 1 t ( S) s t ( t ) Keterangan: V = kecepatan bola (c/detik) S = jarak (c) t = waktu (detik) 3. Volue Bola Vb = r c 3 Keterangan: Vb = volue bola (c 3 ) r = jari-jari bola (c) 34

35 35 4. Rapat Jenis Bola ) ( b b b b v. gr/c 3 b = 4 3 ) ( ) ( b b b V r r ( b) b b Keterangan: b = Rapat Jenis Bola(gr/c 3 ) b = assa bola (gr) vb = volue bola (c 3 ) b = toleransi rapat jenis bola (gr/c 3 ) 5. Rapat Jenis Zat Cair a a a a V.. gr/c 3 a ) ( ) ( 1 a a a a a V V V ( a ) a a Keterangan: a = Rapat Jenis Bola(gr/c 3 ) a = assa bola (gr) va = volue bola (c 3 ) a = toleransi rapat jenis bola (gr/c 3 )

36 36 6. Koefisien Viskositas a b V g r 9.gr/c.s ) ( ) ( 9 4 a b a b a b a b V g r V g r V V g r g v r r V rg KR = % 100 K = 100 % -KR Keterangan: = Koefisien viskositas (poise) g = gravitasi bui (981 c/s ) V = kecepatan bola (c/detik) = toleransi koefisien viskositas (poise) KR = Kesalahan relative (%) K = ketelitian (%)

37 LEMBAR DATA HASIL PERCOBAAN Jenis Praktiku Hari / Tanggal Praktiku : Fakultas / Jurusan : Kelopok : : Viscositas Stokes NO NAMA PESERTA NIM TANDA TANGAN DATA HASIL PERCOBAAN : Perc Massa picnoeter kosong = gr Volue zat cair ( oli ) = l Massa picnoeter + zat cair = gr Massa zat cair ( oli ) = ( assa picnoeter isi - assa picnoeter kosong ) = gr S (A-B) (c) Diaeter Bola (d) (c) Massa () (gr) t (A - B) I II III Δ V a = l gravitasi = c/dt Δ S (A-B) = c Δ r = c Δ b = gr Asisten Pengapu Δ a = gr Δ g = c/dt Δ Vb = c 3 37

38 PERCOBAAN KE - 4 PANAS LEBUR ES DAN PANAS PENGUAPAN AIR 4.1 TUJUAN Praktiku ini bertujuan agar tiap tiap kelopok apu, 1. Menentukan kapasitas panas yang dibutuhkan untuk eleburkan suatu es dan panas yang dibutuhkan untuk erubah fase cair enjadi uap.. Meahai faktor apa saja yang epengaruhi siklus perubahan fase suatu zat cair. 3. Melakukan analisis data dan eberikan kesipulan sesuai dengan praktiku kelopok tersebut. Dala elakukan analisis data dan eberikan kesipulan praktiku Panas Lebur Es dan Panas Penguapan Air harus sudah selesai dilaksanakan dan dikonsultasikan dengan asisten pebibing asing asing kelopok selabat labatnya 1 inggu setelah praktiku. 4. ALAT DAN BAHAN 1. Kalorieter. Es dengan assa tertentu 3. Kalorieter dengan kawat peanas 4. Tibangan 5. Theroeter 6. Volteter 7. Apereeter 8. Stopwatch 9. Kabel 10. Bejana peanas 38

39 4.3 PROSEDUR PELAKSANAAN LANGKAH 1 : PERCOBAAN PANAS PENGUAPAN PRAKTIKAN A : (Anggota 1) 1. Menibang assa kaorieter yang dilapisi plastik bening.. Mengabil air yang telah dipanaskan ±3/4 dari tinggi kalorieter. 3. Menibang assa capuran air dan kaorieter 4. Mengurangi assa capuran dengan assa kalorieter kosong sehingga didapatkan assa air. 5. Mengukur suhu awal dari air tersebut dengan teroeter. 6. Meanaskan dan enutup kalorieter dengan kawat peanas, keudian enghidupkan apereeter dan volteter. 7. Menyalakan stopwatch selaa 10 enit. LANGKAH : PERCOBAAN PANAS LEBUR PRAKTIKAN B : (Anggota ) 1. Menibang assa kalorieter kosong. Mengabil air dari kran ±1/ gelas kalorieter. 3. enibang assa capuran air dan kalorieter 4. engurangi assa capuran dengan assa kalorieter kosong sehingga didapatkan assa air. 5. Mengukur suhu awal air dengan teroeter. 6. Menibang assa es dengan cara yang saa. 7. Mengukur suhu es dengan teroeter digital. 8. Mencapurkan es dengan air keudian enutup kalorieter dan engaduk hingga es habis. 9. Mengukur suhu akhir dengan teroeter. PRAKTIKAN C : (Anggota 3) 1. Menibang assa kalorieter kosong. Mengabil air sisa percobaan sebelunya dengan ditabah sedikit air dari kran. 3. Menibang assa capuran air dan kalorieter 39

40 4. Mengurangi assa capuran dengan assa kalorieter kosong sehingga didapatkan assa air. 5. Mengukur suhu awal air dengan teroeter. 6. Menibang assa es dengan cara yang saa. 7. Mengukur suhu es dengan teroeter digital. 8. Mencapurkan es dengan air keudian enutup kalorieter dan engaduk hingga es habis. 9. Mengukur suhu akhir dengan teroeter. LANGKAH 3 : PERCOBAAN PANAS PENGUAPAN PRAKTIKAN D : (Anggota 4) 1. Setelah stopwatch sapai pada enit ke 10, praktikan encatat hasil apere dan volt dengan dibantu tean lain.. Setelah variak diatikan, angkat utup kalorieter dengan kawat peanas keudian bersihkan sisa uap air yang ada dipinggir kalorieter. 4.4 PANDUAN PENGISIAN PORTOFOLIO Setelah selesai elaksanakan praktiku odul Panas Lebur Es dan Panas Penguapan Air, praktikan diharapkan eahai inti dari praktiku odul ini. Keudian praktikan wajib enyelesaikan hasil praktiku odul 1 dala bentuk portofolio aksial ( inggu) setelah praktiku. Adapun isi dari portofolio ini antara lain : a) Tabel data hasil percobaan yang sudah diberikan asisten / yang terlapir pada odul. b) Penulisan tujuan, etode pelaksanaan, dan landasan teori sesuai dengan odul praktiku yang diberikan asisten. c) Penulisan analisa perhitungan dari hasil percobaan. d) Lengkapi dengan gabar atau grafik jika diperlukan. e) Buat tabel hasil percobaan yang datanya berasal dari analisa perhitungan. f) Dokuentasi kegiatan teawork. 40

41 4.5 LANDASAN TEORI Keadaan (fase) zat di ala ada tiga fase yaitu cair, padat, dan gas. Zat zat itu dala kondisi kondisi teperatur dan tekanan tertentu engalai ketiga fase tersebut. Misalnya air juga engalai hal seperti itu yaitu dala keadaan padat, keadaan cair dan gas atau uap. Transisi dari satu fase ke fase lainnya disertai dengan pelepasan atau penyerapan panas dan seringkali disertai juga perubahan volue. Sebagai contoh, andaikan sebongkah es diabil dari kulkas dengan suhu isalnya -5 C dan dengan cepat es diasukan ke dala suatu bejana peanas yang dilengkapi dengan theroeter untuk engukur teperaturnya dengan penabahan panas yang teratur. Maka akan tapak theroeter naik secara teratur sapai suhu 0 C. Setelah itu es tersebut akan berubah enjadi cair atau dengan kata lain es encair. Disini terjadi perubahan fase dari padat enjadi cair. Kenaikan teperatur berhenti karena panas seluruhnya dipakai untuk encair. Setelah es encair seluruhnya, teperatur perlahan-lahan naik kebali. Kenaikan yang terjadi akan lebih labat dari sebelu encair sebab panas jenis dari air lebih besar dari pada panas jenis es. Kenaikan teperatur air juga berhenti pada suhu ± 100 C pada tekanan udara 1 at, dengan tekanan udara yang berbeda akan diikuti titik didih air yang berbeda beda pula. Teperatur akan tetap 100 C sapai air enjadi uap seluruhnya dan seterusnya hingga enjadi superheated jika diberikan panas terus enerus. Titik lebur es atau titik beku air dan titik didih air napak jelas pada grafik di bawah ini : 41

42 Gabar 4.1 Grafik Perubahan Fase Zat Besarnya panas yang diserap es untuk elebur dan panas yang diserap untuk enguap oleh assa zat adalah: Q = L Keterangan: Q = panas yang diserap atau dihasilkan (kalori) L = panas yang diserap atau dihasilkan persatuan assa (kalori/kg) Metode yang digunakan dala percobaan: (a) Panas lebur es dapat dicari dengan easukan es yang sudah ditibang ke dala kalorieter yang berisi air yang sudah diketahui assanya, keudian diaati teperatur awal dan teperatur akhirnya. Misalnya asa es dala kalorieter es, assa air dala kalorieter a, dengan teperatur Ta dan teperatur setibang Ts dengan azas black, panas yang diserap saa dengan panas yang dilepaskan, didapat persaaan : Qlepas = Qteria a.ca.(ta-ts) = es.lc panas lebur es (Lc) dapat dicari diana a=assa air, es=assa es (b) Panas penguapan air dapat dicari dengan enguapkan air yang berada dala kalorieter dengan kawat peanas, tenaga yang diberikan oleh kawat peanas saa dengan panas yang diteria air. Dengan engaati perubahan assa air pada saat endidih aka dapat dihitung panas 4

43 penguapan dari air tersebut. Bila suhu air panas T, suhu air endidih Ts, tegangan kawat peanas V, arus yang elewati kawat peanas I dala waktu t dengan perubahan assa air Δa, aka didapat persaaan : V.I.t = Δa.Lv + a.ca.(ts-t) Panas penguapan (Lv) dapat dicari. 4.6 RUMUS PANAS LEBUR ES DAN PANAS PENGUAPAN AIR a) PANAS LEBUR ES. c ( T T ). air air c air Lc Ces. Tes Cair. es T c L c air. Tc T. c air c es c T T c air air es c air T T air air air air c T T air c air. c es c. T T. c es air es c air. Tc T es c es air. c es es air es air b) PANAS PENGUAPAN AIR Qlepas = Qteria V.I.t.(0,4) = (Lv.Δ) + (a1.ca. ΔT) ( V. I. t).0,4 ( a1. ca. T ) Lv Diana: a1 = assa air sebelu dipanaskan a = assa air sesudah dipanaskan 43

44 44 )) ( (. ) (. ) (. )) ( ( ) ( ).. ( ).0,4.. ( ) ( ).0,4. ( ) ( ).0,4. ( ) ( ).0,4. ( T c c T T c T c t I V t I V I V t V t I L a a a a a a a a v Keterangan: Lc = panas lebur es (kal/gr) = assa air yg berubah enjadi uap ((a - a1) (gr)) Lv = panas penguapan air (kal/gr) air = assa air (gr) ΔT = (Ts Ta) suhu akhir suhu awal es = assa es (gr) Lc = ralat panas lebur es (kal/gr) Tair = suhu awal air (C) a = ralat assa air (gr) Tc = suhu akhir/capuran (C) es = ralat assa es (gr) Tes = suhu es (C) Δ(ΔT) = ralat perubahan suhu ( o C) () = ralat perubahan assa (gr) Tair = ralat teperatur awal air (C) Cair = panas jenis air ( 1 kal/gr 0 C) ΔTc = ralat teperatur akhir/capuran (C) C es = panas jenis es ( 0,5 kal/gr 0 C ) T = ralat suhu awal (C) V = tegangan kawat peanas (volt) Ta = ralat suhu akhir (C) I = arus yang engalir (apere) ca = ralat panas jenis air (kal/gr C) T = waktu yang ditentukan (detik) Lv= ralat panas penguapan (kal/gr) V = ralat tegangan kawat peanas (volt) a = ralat assa air (gr) I = ralat arus yang engalir (apere) K = ketelitian (%) t = ralat waktu (detik) KR = kesalahan relatif (%) REFERENSI Sears, F.W. Mechanics, Heat and Sound

45 LEMBAR DATA HASIL PERCOBAAN Jenis Praktiku : Panas Lebur Es Dan Panas Penguapan Air Hari/Tanggal Praktiku : Fakultas/Jurusan : Kelopok/Naa kelopok : NO. NAMA PESERTA NIM TANDA TANGAN DATA HASIL PERCOBAAN : a). Panas Lebur No. k air (gr) Massa air (gr) k es (gr) Massa es (gr) Tes ( 0 C) Teperatur Awal Tair ( 0 C) Teperatur Akhir Tc ( 0 C) 1.. Δair = gr ΔTair = 0 C Δes = gr ΔTc = 0 C ΔTes = 0 C ΔCair = kal/gr ΔCes = kal/gr 45

46 b). Panas Penguapan Massa Kalorieter Kosong = gr No. a1 (gr) a (gr) Δ (gr) V (Volt) A (apere) t (detik) Ta ( 0 C) Ts ( 0 C) 1. a = gr I = A t = s Ta = 0 C v = volt Ts = 0 C (Ta) = 0 C () = gr ca = gr Asisten Pengapu 46

47 PERCOBAAN KE 5 PANAS JENIS ZAT PADAT 5.1 TUJUAN PERCOBAAN 1. Mebedakan kuningan, besi, dan aluuniu. Meperagakan penggunaan kalorieter, theroeter, neraca, dan bejana didih 3. Mengaati perpindahan panas secara konduksi dan konveksi 4. Mebandingkan panas jenis dari beberapa bahan/zat padat Dala elakukan analisis data dan eberikan kesipulan praktiku Panas Jenis Zat Padat harus elakukan dan elaksanakan konsultasi dengan asisten pebibing terlebih dulu selabat labatnya 1 inggu setelah praktiku. 5. ALAT DAN BAHAN 1. Kalorieter dan tutupnya. Pengaduk 3. Theroeter 4. Bejana didih 5. Peanas (kopor listrik) 6. Tibangan/neraca ohaus 7. Air 8. Benda dari loga, yaitu: a. Besi (Fe) b. Kuningan (CuZn) c. Aluuniu (Al) 47

48 5.3 PROSEDUR PELAKSANAAN LANGKAH 1 Anggota 1: Menibang asa zat padat (dengan urutan benda : Aluuniu, Besi, Kuningan). Menibang asa kalorieter kosong, Measukkan data pada table data hasil percobaan Anggota : Measukkan zat padat ke dala kalorieter kosong lalu tibang assanya, Mengisi kalorieter dengan air sapai zat padat terenda seuanya (dengan banyaknya air = 3/4 dari calorieter), Menibang asa air, sehingga didapat asa air = asa total (asa benda + asa calorieter kosong). Measukkan data pada table data hasil percobaan Anggota 3: Menibang asa pengaduk dan enghitung teperature zat cair dengan enggunakan theroeter, Measukkan data pada table data hasil percobaan. Anggota 4: Measukkan zat padat pada bejana peanas dengan posisi yang benar, Measukkan theroeter ke dala bejana peanas dengan posisi theroeter enepel diatas benda tunggu benda ini sapai suhunya encapai 90 0 C. Lakukan langkah ini sebanyak 3 kali dengan benda yang berbeda (dengan urutan benda : Kuningan, Besi, Aluuniu). LANGKAH (seua anggota) Setelah suhu benda encapai 90 0 C, keudian angkat theroeter dan benda dari dala bejana peanas, Measukkan theroeter ke dala kalorieter yang berisi air, asukkan pengaduk dan penutup kalorieter, setelah itu aduk selaa ax enit. Setelah enit aati perubahan suhu air dengan theroeter, dan catat hasilnya pada table data hasil percobaan. 48

49 5.4 PANDUAN PENGISIAN PORTOFOLIO Setelah selesai elaksanakan praktiku odul Panas Jenis Zat Padat, praktikan diharapkan eahai inti dari praktiku odul ini. Keudian praktikan wajib enyelesaikan hasil praktiku odul 3 dala bentuk portofolio aksial ( inggu) setelah praktiku. Adapun isi dari portofolio ini antara lain : 1. Tabel data hasil percobaan yang sudah diberikan asisten/yang terlapir pada odul.. Penulisan tujuan, etode pelaksanaan, dan landasan teori sesuai dengan odul praktiku yang diberikan asisten. 3. Penulisan analisa perhitungan dari hasil percobaan. 4. Lengkapi dengan gabar atau grafik jika diperlukan 5. Buat tabel hasil percobaan yang datanya berasal dari analisa perhitungan. 6. Dokuentasi kegiatan teawork 5.5 LANDASAN TEORI Panas jenis suatu zat adalah bilangan yang enunjukkan berapa kalori yang diperlukan untuk eanaskan satu satuan assa dari zat dengan kenaikan teperatur sebesar 1 0 C. Untuk eanaskan gra assa, dengan kenaikan teperatur sebesar Δt diperlukan kalor sebesar: Q = c Δt (1) Keterangan: Q = Kalor (Kalori) = Massa (Kg) c = Kalor Jenis (Kal/gr 0 C) Δt = Perubahan suhu ( 0 C) 49

50 Ganbar 5.1 Alat Peraga Panas Jenis Zat Padat Panas jenis suatu zat ternyata tidak tetap, tetapi tergantung pada teperatur. Panas jenis biasanya disebutkan untuk interval teperatur tertentu, dala hal ini : panas jenis adalah panas jenis rata-rata untuk interval teperatur tersebut. Panas jenis zat padat ditentukan dengan kalorieter. Jika tidak ada pertukaran kalor antara kalorieter dengan sekelilingnya (ini diusahakan dengan jalan ebuat selisih antara teperatur kaar dengan teperatur ula-ula saa dengan selisih antara teperatur akhir dengan teperatur kaar), aka berlakulah: bcb(tb-t) = a (t-t1) + (kck + pcp) (t-t1).....() bcb(tb-t) = (a + kck + pcp) (t-t1)...(3) Keterangan: b = assa benda padat k = assa kalorieter p = assa pengaduk a = assa air tb = teperatur benda padat ula-ula t1 = teperatur air ula-ula 50

51 t = teperatur air akhir cb = panas jenis benda padat ck = panas jenis kalorieter cp = panas jenis pengaduk Pertukaran kalor dengan sekelilingnya dapat dikurangi dengan kalorieter yang sepurna pebuatannya dan percobaan yang dilakukan dengan teperatur ula-ula yang lebih rendah dari teperatur kaar dan teperatur akhir yang lebih tinggi dari teperatur kaar dengan selisih antara teperatur akhir dengan teperatur kaar. 5.6 RUMUS PANAS JENIS ZAT PADAT Percobaan enggunakan loga...kal/gr o C Diana : ta = (t t1) tp = (tb t) a = ( 1) b = (3 ) Kalor Q = b.cb.( tb - t )..kalori 51

52 K=100% - KR Keterangan: a b k cair = assa air (gr) = assa benda padat (gr) = assa kalorieter (gr) = 1 kal/gr 0 C cb = panas jenis benda padat (kal/gr o C) ck = panas jenis calorieter (kal/gr o C) t1 = teperatur air ula-ula ( o C) t = teperatur air akhir ( o C) ta = teperatur air ( o C) tb = teperatur benda padat ( o C) Q = kalor (kalori) KR = kesalahan relative (%) a = ralat assa air (gr) b = ralat assa benda padat (gr) k = ralat assa kalorieter (gr) p = ralat assa pengaduk (gr) ta = ralat teperature air ( o C) tb = ralat teperature benda padat ( o C) cair = ralat panas jenis air (kal/gr o C) cb = ralat panas jenis benda padat (kal/gr o C) ck = ralat panas jenis kalorieter (kal/gr o C) Q = ralat kalor (kalori) REFERENSI Sears, F.W. 1998, Mechanics, Heat and Sound 5

53 LEMBAR DATA HASIL PERCOBAAN Jenis Praktiku : Panas Jenis Zat Padat Hari/Tanggal Praktiku : Fakultas/Jurusan : Kelopok/Naa Kelopok : NO. NAMA PESERTA NIM TANDA TANGAN DATA HASIL PERCOBAAN : Bahan Uji Kuningan Besi Aluiniu b (gr) k (gr) p (gr) a (gr) Ck Cp Tb o C T1 o C T o C Toleransi : a = gr b = gr k = gr p = gr ta = 0 C tb = 0 C ck = kal/gr 0 C (t) = 0 C cair = kal/gr 0 C Asisten Pengapu 53

54 PERCOBAAN KE - 6 KESETARAAN KALOR MEKANIS 6.1 TUJUAN Praktiku ini bertujuan agar tiap tiap kelopok apu, 1 Mentukan hubungan kuantitatif antara usaha ekanis dengan panas yang dihasilkan atau beberapa joule tenaga ekanis yang seharga satu kalori. Menentukan nilai kesetaraan kalor ekanis dengan enggunakan grafik Dala elakukananalisis data daneberikan kesipulan praktiku Kesetaraan Kalor Mekanis harus sudah selesai dilaksanakan dandikonsultasikan dengan asisten pebibing asing asing kelopok selabat labatnya 1 inggu setelah praktiku. 6. ALAT DAN BAHAN 1. Alat ekanis. Neraca Pegas 3. Teroeter Digital (Terokopel) 4. Jangka Sorong 5. beban (0,5 kg dan 1 kg) 6. plat nikel 6.3 PROSEDUR PELAKSANAAN LANGKAH 1. Mengukur diaeter silinder tebagadan Berat Beban Anggota 1: baca dan ukur dieeter silinder tebaga dengan jangka sorong Anggota 3: pegang ujung neraca pegas yang sudah diberi beban Anggota 1: baca berat beban pada neraca pegas Anggota : catat hasil pengukuran pada tabel dala (eter) catat hasil berat beban untuk W1 (0.5 kg) dan W (1 kg) LANGKAH. Merangkai Mekanise Percobaan Anggota 3: a. Neraca pegas : Pasang pada pengait atas 54

55 b. Plat Nikel :Pasang pada neraca pegass dan lilitkan pada silinder tebaga c. Beban : pasang pada pengait plat nikel (Percobaan I 0,5 Kg, Percobaan II 1 Kg) Anggota 1: Baca berat beban pada Neraca Pegas sebelu diputar Anggota : Catat hasil berat beban sebelu diputar, asukan pada Fs1 (0,5kg) dan Fs (1kg) LANGKAH 3. Mengoperasikan Percobaan Anggota: a. Setting terokopel reader dengan 1000 putaran b. Pegang dan letakan terokopel pada silinder tebaga Anggota: a. Baca suhu awal dan suhu tiap kelipatan 00 putaran b. Tekan tobol resetuntuk eutar silinder tebaga c. Baca berat beban pada neraca Pegas sesudah diputar Anggota: a. Catat hasil berat beban setelah diputar, asukan pada Fs1 (0,5 kg) dan Fs (1 kg) b. Catat perubahan suhu untuk kelipatan 00 putaran pada tabel percobaan 6.4 PANDUAN PENGISIAN PORTOFOLIO Setelah selesai elaksanakan praktiku Kesetaraan Kalor Mekanis, praktikan diharapkan eahai inti dari praktiku odul ini. Keudian praktikan wajib enyelesaikan hasil praktiku odul ini dala bentuk portofolio aksial ( inggu) setelah praktiku. Adapun isi dari portofolio ini antara lain: 1. Tabel data hasil percobaan yang sudah diberikan asisten/yang terlapir pada odul.. Penulisan tujuan, etode pelaksanaan, dan landasan teori sesuai dengan odul praktiku yang diberikan asisten. 3. Penulisan analisis perhitungan dari hasil percobaan. 4. Lengkapi dengan gabar atau grafik jika diperlukan. 5. Buat tabel hasil percobaan yang datanya berasal dari analisa perhitungan. 6. Dokuentasi kegiatan teawork. 55

56 6.5 LANDASAN TEORI Tenaga dala bentuk ekanis, biasanya dinyatakan dala joule, sedangkan dala bentuk panas, biasanya dinyatakan dala kalori. Dengan suatu cara kita dapat erubah tenaga ekanis ejadi tenaga panas, atau tenaga panas enjadi tenaga ekanis. W = F X s...( Usaha Mekanis joule atau N. ) Q = X c X T...( Energi Kalor kalori ) =...( kesetaraan kalor ekanis ) percobaan yang cukup teliti yang pertaa kali di lakukan untuk enentukan hubungan antara tenaga ekanis yang hilang dengan panas yang dihasilkan, dilakukan oleh Joule. Ia anggunakan suatu alat diana suatu beban ketika jatuh dapat eutar bagian lain di dala bejana yang berisi air. Besarnya tenaga ekanis yang hilang dihitung dari berat beban dan tinggi tepat ia jatuh, sedang banyaknya panas yang tibul dihitung dari banyaknya assa air yang naik teperaturnya karena eneria panas ekanik tersebut. Azas kerja percobaan ini adalah gesekan antara plat nikel dengan silinder pejal dari tebaga, sehingga enibulkan panas. Silinder tebaga yang dililit plat nikel diputar degan otor listrik. Besarnya gaya berat yang digunakan dapat dilihat pada neraca pegas. Kesetaraan kalor ekanis ( ) dihitung dari persaaan: Diana: D = diaeter silinder tebaga () K = gaya total pada siste. ( K = W - Fs) (newton) [ W = gaya berat beban (N) & Fs = gaya gesek pada siste (N)] N = banyaknya putaran silinder (n putaran) = assa silinder tebaga, (510 ± 10)gra c = kapasitas panas dari silinder tebaga, (0,09 cal/g.0c) 56

57 = ( Takhir - Tawal ) ( o C ) Gabar 6.1 Alat Peraga Kesetaraan Kalor ekanis 6.6 RUMUS KESETARAAN KALOR MEKANIS Percobaan ke n = Titik Sentroid 57

58 Diana, X0 = banyaknya putaran dan Y0 =perubahan suhu Cara enentukan garis dari grafik: = = ± Δ Keterangan: = Kesetaraan kalor ekanis ( ) D K N = Diaeter Silinder Tebaga () = Gaya yang terbaca pada neraca (N) = Banyaknya putaran silinder (n putaran) = Massa silinder tebaga (510 gra) c = kapasitas panas dari silinder(0,09 kal/g. ) T = Teperatur ula-ula ( Ta = teperature akhir ( KR = Kesalahan Relatif ( % ) K = Ketelitian ( % ) 58