LAPORAN PRAKTIKUM EKSPERIMEN FISIKA I TETES MINYAK MILIKAN

Transkripsi

1 LAPORAN PRAKTIKUM EKSPERIMEN FISIKA I TETES MINYAK MILIKAN Diajukan untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Eksperimen Fisika I Dosen Pengampu : Drs. Parlindungan Sinaga, M.Si Oleh : Rahayu Dwi Harnum ) PELAKSANAAN PERCOBAAN : Hari/Tgl/Jam : Rabu / 28 Oktober 2015 / WIB Teman Sekelompok : Gisela Adelita ) Rizki Fahmi Sumaryono ) LABORATORIUM FISIKA LANJUT PROGRAM STUDI FISIKA DEPARTEMEN PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA 2015

2 A. TUJUAN PERCOBAAN Menentukan Harga Muatan Elektron B. ALAT DAN BAHAN 1. Oil drops apparatus 2. Minyak Silikon 3. Sprayer 4. Power Supply DC Volt DC C. DASAR TEORI Dalam ilmu fisika modern konstanta tentang nilai muatan listrik yang dibawa oleh sebuah elektron sangatlah penting. 1913, R.A. Milikan dengan menggunakan eksperimen tetes minyak berhasil mendemonstrasikan dan mengukur secara tepat muatan elektron. Eksperimen tersebut menggunakan media tetes minyak yang disemprotkan melalui bagian atas dua keping sejajar. Dengan menggunakan mikroskop, dapat diamati dan diukur kecepatan vertikal tetes minyak tersebut. Tetes minyak akan mengalami tiga gaya yang berbeda, yaitu gaya viskositas, gaya gravitasi dan gaya apung atau gaya Archimedes ketika tidak ada beda potensial antara pela,t sedangkan ketika ada beda potensial ketiga gaya tersebut tetap bekerja dengan tambahan gaya listrik. Dari analisis gaya-gaya ini dapat diturunkan suatu persamaan yang dapat digunakan untuk menentukan muatan elektron q). Ketika tidak ada medan listrik, maka resultan gaya yang dialami tetes minyak yaitu : F = 0 F g + F a + F s = 0 m oil g m u g 6πrηv = 0 m oil m u )g 6πrηv = 0 ; jika m oil m u = m, maka mg 6πrηv = 0 6πrηv = mg ; m = ρv, tetes minyak dianggap bola dengan jari jari r m = ρ 4 3 πr3 ; ρ = ρ oil ρ u 4 3 ρπr3 g = 6πrηv r = 9ηv 2ρg.. 1) Sedangkan ketika ada medan listrik, maka resultan gaya yang dialami tetes minyak yaitu : F = 0 qe mg 6πrηv " = 0

3 q V d 4 3 ρπr3 g 6πrηv " = 0. 2) Untuk tetes minyak yang melayang diantara plat sejajar karena pengaruh medan listrik E, maka persamaan 2) menjadi : q V d 4 3 ρπr3 g = 0 q = 4πr3 ρgd.. 3) 3V Substitusikan persamaan 1) ke persamaan 3) maka akan menghasilkan q = 4πd 3 3 ρ 9η m ρ u ) 2ρ m ρ u ) ) 2 v 1 g ) 2 v v " V ) D. PROSEDUR PERCOBAAN 1. Menyiapkan alat dan bahan 2. Menyemprotkan minyak silikon ke dalam pelat sejajar Milikan 3. Mengatur mikroskop untuk mengamati tetes minyak yang telah disemprotkan tersebut hingga dapat terlihat dengan jelas tetes-tetes minyak tersebut. 4. menentukan jarak pengukuran pada skala yang terlihat 5. Mengamati salah satu dari beberapa tetes minyak yang ada 6. Mengukur waktu yang dibutuhkan tetes minyak tersebut untuk bergerak dalam jarak yang sudah kita tentukan sebelumnya 7. Mengalirkan tegangan listrik V) pada dua keping pelat sejajar sehingga dihasilkan medan listrik yang dapat menahan tetes minyak agar tetes minyak bergerak melambat 8. Mengukur kembali waktu yang dibutuhkan untuk tetes minyak bergerak sepanjang jarak yang sudah ditentukan sebelumnya. 9. Mencatat hasil pengamatan yang dilakukan dalam sebuah table 10. Mengulang percobaan hingga mendapatkan lima samapai sepuluh data 11. Merapikan kembali alat dan bahan E. DATA PENGAMATAN Jarak antar plat = 4 mm Jarak satu skala = 0.4 mm Minyak silikon 1 Liter = 0.97 kg ρ m = kg ρ u = 1.2 kg η = g = 9.8 m s 2

4 Plat tanpa beda potensial V=0) No x mm) t s) Plat dengan beda potensial V=400 Volt) No x mm) t s) F. PENGOLAHAN DATA No x' v' x'' t'' v'' t' s) m) m/s) m) s) m/s) q C) a b n e C) E E E E E E E E E E-19 Rata-rata E-19 Dengan : v = x t ; v" = x" t " q = 4πd 3 ρ 9η m ρ u ) 2ρ m ρ u ) ) q a = ; b = q a + b n = 2 e = q n d = m ρ m = 970 kg 3 2 v g ) 1 2 v v " V )

5 ρ u = 1.2 kg η = g = 9.8 m s 2 V = 400V e = x C e = e i e 2 = 0 n 1 maka e = e ± e = C G. ANALISIS Berdasarkan percobaan tetes minyak yang dilakukan oleh R.A. Mililkan dengan menyeimbangngkan gaya-gaya yang bekerja pada sebuah tetes minyak yang bergerak antara dua buah pelat yang diberi potensial, Milikan selalu mendapatkan hasil kelpatan dari bilangan yang sama. Kemudian menginterpretasikan bahwa bilangan x C adalah muatan dari satu elektron. Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, didapatkan harga muatan elektron sebesar e = e ± e = C hasil tersebut memiliki tidak memiliki presentase kesalahan presisi namun memiliki presentasi kesalahan akurasi terhadap literature sebesar C C C 100% = 7.009% e e literatur e literatur 100% = Hasil yang menunjukan perbedaan dengan literatur disebabkan oleh beberapa faktor ketika melakukan percobaan. Faktor-faktor yang mempengaruhi tersebut diantaranya : 1. Ketidaktelitian pengamatan tetes minyak karena membutuhkan akomodasi penglihatan yang terus menerus 2. Perbedaan kecepatan gerak tetes minyak yang disebabkan oleh tidak seragamnya ukuran tetes minyak 3. Tidak tepatnya melakukan pengukuran waktu H. KESIMPULAN Berdasarkan hasil perhitungan dan analisis dapat disimpulkan bahwa harga muatan elektron hasil percobaan adalah e = e ± e = C dengan tidak memiliki presentase kesalahan presisi namun memiliki presentase kesalahan akurasi terhadap literature sebesar 7.009%. I. SARAN Dalam melakukan praktikum menentukan harga muatan elektron, hendaknya praktikan menguasai konsep dengan cakap serta cara kerja dan

6 bagian-bagian alat praktikum yang akan digunakan. Serta dalam melakukan pengamatan hendaknya mengajak rekan yang memiliki penglihatan normal karena praktikum ini membutuhkan akomodasi penglihatan yang terus menerus. J. DAFTAR PUSTAKA Krane, Kenneth S Fisika Modern, alih bahasa : Hans J. Wospakrik dan Sofia Niksolihin. Jakarta : Universitas Indonesia.