LEMBAR KERJA MAHASISWA FISIKA SEKOLAH II

Pesawat Atwood Gerak Jatuh Bebas Telescop LEMBAR KERJA MAHASISWA FISIKA SEKOLAH II PENYUSUN Dra. Murniati, M.Si. Website : pendidikanfisika.fkip.unsri.ac.id PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA JURUSAN PENDIDIKAN MIPA FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2017

KATA PENGANTAR Dengan memanjatkan puji dan syukur kehadirat Allah Subhana Wataala atas karunia-nya, kami dapat menyelesaikan lembar kerja mahasiswa mata kuliah fisika sekolah II. Shalawat serta salam kami limpahkan kepada junjungan kita Nabi Muhammad SAW, kepada keluarganya, kepada para sahabatnya dan kepada umatnya yang turut dan setia kepada ajaran-nya sampai akhir zaman. Materi ini disusun untuk mempermudah mahasiswa melakukan praktikum untuk materi fisika sekolah II. Lembar Kerja ini disusun untuk mendukung tercapainya kompetensi yang dibutuhkan oleh calon guru fisika. Dengan kerendahan hati, kami menyadari bahwa LKM ini masih jauh dari sempurna dan lengkap, oleh karena itu keritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca sangat kami harapkan demi kesempurnaan bahan ajar ini dimasa yang akan datang. Besar harapan kami semoga LKM ini bermanfaat, khusunya bagi penulis dan umumnya bagi pembaca agar dapat dipakai bagi kepentingan dunia pendidikan. Indralaya januari 2017 Penulis

Daftar Isi LKM. GERAK JATUH BEBAS (KIT MEKANIKA) DAN ALAT PERCOBAAN JATUH BEBAS... 1 LKM. HUKUM NEWTON (PESAWAT ATWOOD)... 12 LKM. MOMENTUM IMPULS... 18 LKM. PENENTUAN TITIK FOKUS DAN PUSAT KELENGKUNGAN CERMIN CEKUNG... 35 LKM. PENENTUAN TITIK FOKUS DAN PUSAT KELENGKUNGAN CERMIN CEMBUNG... 38 LKM. MENENTUKAN LETAK DAN SIFAT BAYANGAN CERMIN CEKUNG... 41 LKM. MENENTUKAN LETAK DAN SIFAT BAYANGAN CERMIN CEMBUNG... 45 LKM. HUBUNGAN JARAK BENDA, JARAK BAYANGAN, DAN JARAK FOKUS PADA LENSA CEMBUNG... 47 LKM. SUHU CAMPURAN... 49 LKM. PERPINDAHAN KALOR (KONDUKSI, KONVEKSI)... 51 LKM. KAMERA... 57 LKM. TELESKOP... 59

LKM 1 GERAK JATUH BEBAS I. Tujuan Percobaan 1. Memahami karakteristik gerak jatuh bebas 2. Menentukan percepatan gerak jatuh bebas II. Peralatan dan Bahan 1. Rel Presisi (1 buah) 2. Kaki rel (1 buah) 3. Pewaktu Ketik (1 buah) 4. Catu daya/ power supply (1 unit) 5. Pita ketik (1 buah) 6. Beban bercelah penggantung (1 set @250 gr) 7. Meteran 3 m (1 buah) 8. Jepit kertas 9. Penyemat kertas (stepler) 10. Kabel penghubung (2 buah) III. Pengantar dan Persiapan Percobaan Karena percepatan jatuh bebas cukup besar, sebaiknya perlu menempatkan benda (dan pewaktu ketik) pada tempat yang cukup tinggi, misalnya pada ketinggian 1,5 m atau lebih agar diperoleh data yang mencukupi sehingga dapat dianalisis dengan baik. Salah satu cara adalah dengan menempatkan pewaktu ketik diatas lemari. Atau, alternatif lain, dengan memberdirikan rel yang dipasangi pewaktu ketik vertikal, dengan pewaktu ketik ada pada ujung atas rel. 1

a. Tempatkan pewaktu ketik pada salah satu ujung rel presisi b. Pasang pita ketik pada pewaktu ketik melalui alur pita c. Gantungkan kaitan penggantung beban pada ujung pita dengan cara melipat ujung pita di sekeliling kaitan, dan menyematkan ujungnya menggunakan penyemat (stapler)(gambar 6.1) d. Atur rangkaian alat sesuai Gambar 6.1 diatas meja yang sudah ditinggikan menjadi 1,5 m e. Atur pita ketik sedemikian rupa sehingga pita dapat bergerak bebas dengan sedikit mungkin hambatan. IV. Langkah langkah Percobaan a. Tahan pita ketik untuk mencegah pita bergerak dan upayakan agar beban menggantung bebas b. Hidupkan pewaktu ketik dan lepaskan pita ketik agar beban jatuh bebas c. Matikan pewaktu ketik setelah beban sampai lantai d. Amati titik-titik ketikan pada pita ketik. Interpretasi (beri arti) jenis gerak beban yang jatuh bebas tersebut. Tulis interpretasi anda pada bagian hasil pengamatan e. Potonglah pita ketik menjadi potongan-potongan yang masing-masing panjangnya 5 ketik f. Buatlah kurva laju-waktu seperti pada percobaan-percobaan sebelum ini pada kertas manila g. Pada kurva laju waktu tersebut, hubungkan titik tengah ujung atas kertas sehingga membentuk garis lurus 2

h. Dari kurva laju waktu, tentukan percepatan benda yang bergerak jatuh bebas dengan mengukur Δv dan Δt berdasarkan data Tabel 6.1. sesungguhnya, hasil yang didapat adalah percepatan gravitasi benda (beban) i. Ulangi langkah percobaan di atas dengan massa benda yang berbeda-beda j. Asumsi pewaktu ketik bergetar dengan perioda 1/50 atau 0,02 s. Ubahlah percepatan yang di dapatkan ke dalam satuan m/s² dan catat hasilnya pada tabel. V. Hasil Pengamatan Tabel 6.1 Gerak Jatuh Bebas Massa (kg) Δv [cm/(5-ketik)] Δt (5-ketik) a =...m/s² 0,050............ 0,100............ 0,200............ VI. Analisis Sebelum menghitung percepatan benda perhatikan berikut ini Tentukan percepatan benda sesuai dengan tabel 6.1! 3

VII. Kesimpulan a. Besarkah (lebih besar dari pada 10%-kah) perbedaan percepatan jatuh bebas benda benda yang massanya yang berbeda-beda yang digunakan di atas? atau, tidak besarkah perbedaannya? b. Jika untuk percobaan ini diberikan toleransi sebesar 10% terhadap kemungkinan adanya kesalahan dapatkah dikatakan bahwa percepatan akibat gravitasi tidak bergantung pada massa benda? 4

LKM 1 GERAK JATUH BEBAS ( Menggunakan Alat Percobaan Jatuh Bebas ) 5

Tabel 1. h2 h1 ( m ) Waktu t1 ( s ) Waktu t2 ( s ) Percepatan, ( m/s 2 ) 11

LKM 2 HUKUM NEWTON ( PESAWAT ATWOOD ) I. Pendahuluan Pesawat Atwood terdiri dari dua buah massa M1 dan M2 yang digantungkan pada ujung ujung seutas tali yang dilewatkan melalui katrol atau sistem katrol. Tali sebagai penghubung dan katrol cukup ringan dan massa dapat diabaikan. Alat ini digunakan untuk mempelajari gerak sebuah benda, diantaranya menguji hukum-hukum gerak Newton dan mengukur besar percepatan gravitasi g. Biasanya M1 dibuat sama dengan M2, misalkan M. Pada pesawat ini dapat diamati dua jenis gerak, yaitu gerak linier dan gerak rotasi. Gerak linier yang dapat diamati adalah Gerak Lurus Beraturan (GLB) dan Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB). Gerak rotasi adalah gerak katrol melalui porosnya. Untuk gerak rotasi katrol, momen inersia katrol perlu diperhitungkan. Akan tetapi, dalam hal massa benda-benda yang tergantung pada tali jauh lebih besar dari pada massa katrol, momen inersia katrol dapat diabaikan. Dalam hal yang demikian, persamaan gerak sistem menjadi lebih sederhana. Dalam hal momen inersia katrol tidak dapat diabaikan, momen inersia katrol harus masuk ke dalam massa sistem dalam bentuk massa ekivalen katrol. Bila r jari-jari efektif katrol, massa ekivalen mk katrol sama dengan I/r² sehingga pada gerak sistem ini akan berlaku gerak yang ekivalen dengan persamaan gerak linier. II. Peralatan a. Type Atwood bertiang ganda Tinggi tiang 150 cm Katrol diameter 12 cm b. Tali penggantung nylon c. Dua beban berbentuk silinder M1 dan M2 yang massanya sama M = 100 gram diikatkan pada ujung-ujung tali penggantung d. beban tambahan m dengan massa 20 gram e. penahan beban berlubang dan tanpa lubang f. pemegang beban dengan pegas g. Timer Counter AT-01 h. Gerbang cahaya 12

III. Percobaan dengan Pesawat Atwood Hukum Newton II Dengan mengabaikan massa tali dan momen inersia katrol dengan massa beban M1 dan M2 dan beban tambahan m, massa M1 bergerak naik dan M2 + m bergerak turun. Dengan menggunakan hukum newton II, gerak pada beban M1 : 14

Data Hasil Pengamatan 1 Ukur jarak dan waktu jatuh M2 + m sampai m tertahan pada penahan beban. No Jarak Tempuh ( cm ) Waktu ( t ) detik Waktu ( t 2 ) 1 10 2 20 3 30 4 40 5 50 16

Analisis Data Buatlah grafik jarak terhadap kuadrat waktu t 2 s Data Hasil percobaan 2 Ukur jarak dan waktu M2 sampai berhenti No Jarak ( cm ) Waktu ( s ) 1 10 2 20 3 30 4 40 5 50 Analisa grafiki jarak terhadap waktu t s 17

LKM 3 HUKUM KEKEKALAN MOMENTUM (AIR TRACK) 18

LKM 4 PENENTUAN TITIK FOKUS DAN PUSAT KELENGKUNGAN CERMIN CEKUNG 35

LKM 5 PENENTUAN TITIK FOKUS DAN PUSAT KELENGKUNGAN CERMIN CEMBUNG 38

LKM 6 MENENTUKAN LETAK DAN SIFAT BAYANGAN CERMIN CEKUNG 41

LKM 7 MENENTUKAN LETAK DAN SIFAT BAYANGAN CERMIN CEMBUNG 45

LKM 8 HUBUNGAN JARAK BENDA, JARAK BAYANGAN DAN JARAK FOKUS PADA LENSA CEMBUNG 47

LKM 9 SUHU CAMPURAN 49

LKM 10 KALOR 51

LKM 11 KAMERA 57

LKM 12 TELESKOP 59