Jwbn Tugs Awl Gerk dn Gy Eksperimen Kere dinmik. Bil du buh blok erbu dri bhn yng sm epi M>M dijuhkn pd bidng miring yng sm dengn posisi yng sm, mn yng lebih cep smpi ke dsr? Mengp demikin? Jwb : Mg sin θ = M. ; = g sin θ, jdi keduny kn mencpi pd wku yng sm kren percepn gerk kedu bend sm.. Jik sebuh blok bergerk meluncur pd bidng miring, mk prediksikn grfik s=f(), v=f() dn =f() unuk gerk bend ersebu. Berdsrkn grfik ersebu, jelskn gerk blok pd bidng miring. Blok yng meluncur pd bidng miring kn meglmi percepn =g.sinθ. Kren bend penglmi percepn konsn mk bend bergerk lurus berubh berurn sehingg krkerisik gerk s V S=f() v=f() =f(). Sebuh kok bergerkkn meluncur pd bidng miring. Tenukn gy-gy yng bekerj dn uliskn persmn gerkny. Berdsrkn persmn ersebu bgimnkh nd dp menunjukkn keberlkukn hukum Newon dlm sisem ini. Fx=mg sin θ N W=mg fk Fy=mg cos θ ΣF = m. = m. gsin θ - fk = m. g(sinθ-µkcosθ) Dlm hl ini µk konsn kren ki idk menggni bhn. Hrg percepn sng bergnung dri sudu kemiringn. Keberlkun hukum ini dp ki mi keik m konsn dengn kkemingin θ yng divrisikn u θ konsn dengn mss yng divrisikn.
. Jik konsn grvisi di emp nd melkukn eksperimen dlh 9,78 m/s. Mk berpkh percepn gerk yng dilmi blok yng meluncur pd bidng miring? Lebih besr u lebih kecil dri hrg konsn grvisi? mengp demikin? Seperi diungkpkn dlm persn unuk jwbn sol no. di s, ΣF = m. = m. gsin θ - fk = m. g(sinθ-µkcosθ), Kren = g(sinθ-µkcosθ), kren sinθ mk = sehingg sinθ-µkcosθ <, mk hrg < g.. Phmi prosedur, mengp vribel mss dn sudu kemiringn merupkn vribel yng dp divrisikn? As dsr pemhmn nd jelskn informsi yng kn diperoleh dri perubhn vribel erki dengn ujun eksperimen yng kn dilkukn! Seperi pd jwbn sol no dis, Jik m = konsn, mk hrg θ yng ki vrisikn F= m. g(sinθ-µkcosθ) =mg(gθ -µk)=mg.gθ -mg.µk = m. Hrg dp ki cri dri pi iker imer, sehingg keberlkukn hukum Newon dp digmbrkn dengn grfik g θ Jik hrg θ = kkonsn dn hrg m berubh, mk m (g.gθ -g.µk) = m. = F Kren hrg dp dicri dengn pi iker imer, dn hrg g, θ, dn µk dlh konsn, mk keberlkukn hukum Newon dp dinykn dengn grfik dlm hl ini ki kn membukikn pkh dengn penmbhn mss idk mempengruhi besr percepn bend. F m
6. Berdsrkn pemhmn nd enng prosedur yng kn dilkukn? Bulh bel d pengmn unuk menenukn hrg vribel-vribel yng erki dlm eksperimen ini (bu dlm kers erpish). Unuk krg m konsn Mkd =...gr. M bebn =...gr No θ Tg θ ( cm/s ), dri d dn grfik Unuk hrg θ konsn θ =..., g θ =... No M ( gr) ( cm/s ), dri d dn grfik F ( Dyne) 7. Perhikn prosedur, dpkh ki menenukn nili koefiisien gesekn kineis dri sisem ini? Berdsrkn nlisis sol no., ki dp menenukn hrg kokefisien gesekn kineis, kren mg.gθ -mg.µk = m. Hrg dp ki cri dri pi iker imer, sehingg keberlkukn hukum Newon dp digmbrkn dengn grfik Grfik ini menggmbrkn persmn g θ g.gθ -g.µk =, mk hrg µk dp dicri keik g θ = 0. Ini merupkn eksrpolsi dri d yng diperoleh dri eksperimen. Gmbrn ini berlku unuk bend seperi blok yng erlek pd bidng miring, nmun jik bol u rod ki hrus memperhikn fkor gerk rosiny, sehingg persmn gerkny kn lebih kompleks.
8. Berdsrkn pemhmn prosedur, rncnglh pengolhn d yng kn nd lkukn. Pd ksus ini ki hny mengmi keberlkukn hukum Newon. Secr umum ki idk mencri nili hrg suu vribel, jdi eksperimen ini bersif kuliif. Pengukurn yng dilkukn merupkn pengukurn unggl unuk mss dn θ, sehingg eori keslhn yng digunkn dengn menggunkn ½ skl erkecil. Eksperimen Pesw Edwood. Perhikn gmbr., keik M di beri bebn mbhn m, mk M dn m kn bergerk urun dengn percepn konsn. Gerkn ini kn memur krol, cerikn mellui fenomen ini bgimn crny ki dp menenukn momen inersi krol! Jik slh su bebn pd kki krol di mbhkn, mk krol kn bergerk ke rh beben yng lebih besr, kibny krol kn berpur, momen Indersi krol dp dicri dengn persmn orsi : Σ =Ι. Dpkh ki mengukur percepm gerk bend (M+m) pd sysem ini? Bgimn crny? Dp, dengn mengukur wku empuh dn jrk empuh ki kn mendpkn grfik s =f(). Dri grfik ini ki mencob unuk menemukn nili kecepn sesny di seip iik sehingg ki dp menemukn grfik v=f(), s dsr grfik ini ki kn mencob mendpkn nili percepn gerk bend. Cr lin yng lebih mudh ki dp menggunkn kmer/video unuk mengnlisis gerk bend sehingg, grfik dp mudh dibu berdrkn d dri kmer/video.. Turunkn persmn., Apkh hrg momen inersi krol menglmi perubhn jik ki menggunkn bebn mbhn yng berbedd-bed? Mengp demikin? Perhikn gmbr di bwh, keik krol bekerj bergerk kerh knn ( keik M di mbh bebn m) sehingg Fg> Fg, mk krol berpur mengikui pergerkn bebn yng lebih ber ( m+m). Hl ini menghsilkn orsi pd krol ersebu.
Σ =Ι =Ι dengn = + ; = + + + = + = + + + = + + + +. Bgimn percepn gerk bend (M+m) pkh percepnny lebih besr, lebih kecil u sm dengn percepn grvisi bumi? Jik hrg percepn gerk ini dp berubh-ubh pkh momen inersi krol berubh? Mengp demikin? = ( M + m M ) ( M + m+ M ) + Perhikn persmn di s, fkoor pembgi lebih besr dibndingkn dengn fcor penyebu, sehingg hrg < g. Dri persmn dis, Hrg dipengruhi oleh vrible m, M, dn M ser hrg I ser R dn g, Tepi jik krolny ep dn ki berd di emp yng sm, mk I, R dn g dlh konsn, sehingg hrg hny di pengruhi oleh m, M, dn M. Jdi dlm hl ini hrg bis berubh-ubh epi hrg momen iniesi krol ep jik krol idk digni. I R g. Berdsrkn pemhmn nd enng prosedur pesw wood, bgimnkh crny nd membukikn bhw monne inersi yng nd dpkn benr u slh? Selm melkukn pengukurn enu menglmi gnggun, plgi klu pengukurn gerk dilkukn secr mnul, bnyk fcor yng kn mempengruhi kulis d, epi enu hrg vrible yng ki dpkn diseri dengn renng niliny, missl = r +. Pd eksperimen ini ki menenukn hrg momen Inersi krol mellui hrg percepn gerk bend, kren memiliki renng hrg,mk I pun kn memiliki renng hrg I =I r + I Dri gmbrn ini, ki kn mendpkn hrg momen inersi sekligus renng hrgny yng diperoleh dri kegin eksperimen. Di sisi lin hrg momen inersi unuk krol dp dinykn dengn I=/ M. R, kren mss krol dn jri-jri krol dikehui ki lngsung kn mendpkn hrg momen inersi.
Unuk membukikn keberhsiln eksperimen ki. Ki bndingkn hrg perolehn dri eksperimen dn pengukurn lngsung mellui vrible M dn R. 6. Berdsrkn pemhmn prosedur, bulh bel d pengmn yng dibuuhkn dlm eksperimen ini ( bu dlm kers erpish). Eksperimen ini memiliki du ujun, yng perm mengukur Momen inersi, yng kedu mendpkn krkerisik gerk GLB dn GLBB. Momen Inersi : M =.gr, M =.gr, m = gr, m =..gr, M k =..gr R k = cm; g=978 cm/s No S b (cm) b (s) V b (cm/s) dri grfik s=f() A (cm/s ) dri grfik v=f() Krkerisik gerk GLB dn GLBB Linsn AB No S b (cm) b (s) V b (cm/s) dri grfik s=f() A b (cm/s ) dri grfik v=f() Linsn BC No S bc (cm) T bc (s) V bc (cm/s) dri grfik s=f() A (cm/s ) dri grfik v=f()
7. Dengn memhmi prosedur, rmlkn prilku gerk bend pd percobn kedu pesw wood pd jrk AB dn BC, dn bgimn nd mengkikn hukum Newon II dri fenomen ini? Linsn AB GLBB kren d mbn bebn di M, mk grfikny s V Linsn BC GLB, kren bebn mbhn di hilngkn, mk grfikny s V 8. Berdsrkn prosedur yng nd fhmi, cerikn eori keslhn yng kn nd gunkn unuk pengolhn d dlm eksperimen ini Hrg momen Inersi dicri dengn persmn. dimn hrg diperoleh dri pengukurn dengn menggunkn grfik,m ki menggunkn fungsi kren I = f(, ), berdsrkn pers.. sebenrny d beberp peubh yng dp ki gunkn, nmun persolnny kn sng kompleks, sehingg dlm hl ini ki gunkn su peubh sj yiu hrg, dimn renng diperoleh dri grfik. Jdi eori keslhn yng digunkn dlh dengn meode grfik unuk renng. dn dengn fungsi su peubh unuk hrg I. Unuk krkerisik gerk ki idk menggunkn eori keslhn kren dlm ksus ini eksperimen hny bersif kuliif sj, yiu melih krkerisik GLB dn GLBB.