Laporan Tetapan Pegas dab Grafitas
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
 

Laporan Tetapan Pegas dab Grafitas

on

  • 7,685 views

Laporan Praktikum Fisika Dasar 1 ITENAS Bandung

Laporan Praktikum Fisika Dasar 1 ITENAS Bandung

Statistics

Views

Total Views
7,685
Views on SlideShare
7,685
Embed Views
0

Actions

Likes
0
Downloads
130
Comments
0

0 Embeds 0

No embeds

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Microsoft Word

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

Laporan Tetapan Pegas dab Grafitas Laporan Tetapan Pegas dab Grafitas Document Transcript

  • PRAKTIKUM FISIKA DASAR 1PERCOBAAN M3TETAPAN PEGAS DAN GRAFITASII. MAKSUD1. Menentukan tetapan pegas dengan menggunakan Hukum Hooke.2. Menentukan massa efektif pegas.3. menentukan percepatan gravitasi.II. ALAT-ALAT1. Statip dengan skala ukur2. Pegas3. Ember dan beban-beban tambahan4. Stopwatch5. Neraca teknisIII. TEORIBila pada sebuah pegas dikerjakan sebuah gaya, maka pertambahan panjang pegas akansebanding dengan gaya itu. Hal tersebut dinyatakan dengan hukum Hooke.F = m g = -kxDengan membuat grafik antara antara pertambahan beban m dengan pertambahanpanjang x, maka dapat ditentukan harga n, dimana:mxn =Bila pegas digantungi suatu beban, dan ditarik sedikit melewati titik setimbangnya,kemuan dilepaskan, maka pegas akan bergetar. Jadi dari penurunan persamaan gerakharmonis diperoleh persamaan seperti berikut:kmT tπ2=Dengan:asefektifpegemberbebant mmmm ++=Dari persamaan (1), (2), dan (3) diperoleh:
  • gnmT t22 4π=Catatan mengenai percobaan M3: Tetapan pegasMerupakan suatu konstanta yang menyatakan besarnya gaya yang diperlukan untukmenghasilkan simpangan pegas tiap satuan panjang. Massa efektif pegasMassa pegas ketika pegas bekerja atau massa pegas saat pegas bergetar. Faktor efektif pegasNilai perbandingan antara massa efektif pegas dengan massa pegas. Gerak harmonikYaitu Gerak bolak-balik dengan lintasan lurus disekitar titik keseimbangan yanghanya dipengaruhi gaya balik elastis yang besarnya setimbang dengan besarnyasimpangan. Arti tanda minus dalam persamaan HookeMenunjukkan bahwa arah gaya pegas berlawanan arah dengan gaya yangdisebabkannya.IV. TUGAS PENDAHULUAN1. Apakah arti lambang-lambang pada persamaan Hooke, dan berikan pulasatuannya dalam SI!Jawab:kxF −=ket: F = gaya (N)k = konstanta gaya pegas (N/m)x = pertambahan panjang pegas (m)2. Apakah arti tanda minus dalam persamaan ini? Jelaskan!Jawab:Arti tanda minus dalam persamaan Hooke yaitu menunjukkan bahwa arah gayapegas berlawanan arah dengan gaya yang disebabkannya.3. Turunkan rumus (3) untuk gerak harmoni sederhana !
  • Jawab:( )( )( )( )( ) ( )kmtTTTmkmktAmktAtAmkdtxdxmkdtxdtAdtxdtAdtdxtAxxmkdtxddtxdmkxmaFπωππωωωθωθωωθωθωωθωωθω222coscoscoscossincos2222222222222=====+−=+−+−=−=+−=+−=+=−==−=4. Bila rumus (4) dibuat grafik antara 2T terhadap bebanm , bentuk apakahyang akan diperoleh? Dan bagaimanakah cara menentukan percepatan gravitasi (g)dan massa efektif pegas ( effm ) dari grafik tersebut?Jawab:
  • mb∑ = 0yF( )( ) ( )( )mencgmeffmeffmegncngcmxymeffmegnmbgnTmeffmcmbgnTgnmtTgnmtkmtTngkxmgkkxmg−=+==+=++=++=======−.4.4tan.4.4.4.4..4.2202222222222ππαπππππππ5. Apakah hukum Hooke selalu berlaku untuk setiap penambahan beban?Jelaskan juga dengan grafik!Jawab:
  • Hukum Hooke tidak selalu berlaku untuk setiap penambahan beban. Hukum hookehanya berlaku jika simpangannya tidak terlalu besar atau penambahan beban yangmenyebabkan simpangan masih berada dalam daerah elastisitas pegas.V. PERCOBAAN YANG HARUS DILAKUKANA. 1. Timbang massa ember, pegas, dan beban-beban tambahan m.2. Gantungkan ember kosong pada pegas, aturlah kedudukan jarum penunjuk padaskala nol.3. Tambahkan keping beban 1m ke dalam ember. Tunggu beberapa saat, catatpenunjukan jarum dalam bentuk tabel.4. Tambahkan lagi beban 2m , catat penunjukan jarumnya sekarang. Lakukan halini sampai beban tambahan habis.5. Setelah semua keping dimasukkan, kurangi berturut-turut keping beban tadi,sekali lagi catat tiap penunjukan jarum.6. Ulangi percobaan V-A.1 sampai V-A.5 untuk pegas yang lain (tanyakan asisten).B. 1. Gantungkan ember kosong pada pegas, kemudian digetarkan. Usahakanayunan ember tidak bergoyang ke kiri-kanan dan simpangannya jangan terlalubesar. Amati dan catat waktu yang diperlukan untuk 20 ayunan.2. Tambahkan keping beban 1m , ayunkankembali dan catat waktunya untuk 20ayunan. Lakukan hal ini untuk beban tambahan yang lain.VI. HASIL PENGAMATAN DAN PENGOLAHAN DATAA. Data PengamatanMassa masing-masing beban:
  • Beban Massa (gr)Beban 1 9,98Beban 2 9,92Beban 3 9,94Beban 4 9,85Beban 5 9,98Beban 6 9,88Beban 7 9,98Beban 8 9,85Beban 9 9,97Beban 10 9,90Massa masing-masing pegas:Pegas Massa (gr)Pegas 1 5,54Pegas 2 11,46Massa ember kosong = 44,35 grData Pengamatan untuk Pegas 1:No ( ) mm beban ∆±Penyimpangan (cm)++∆± xx −−∆± xx1 (9,980 ±0,010) (1,80 ±0,05) (2,40 ±0,05)2 (1,9900 ±0,0010) (3,60 ±0,05) (3,90 ±0,05)3 (2,9840 ±0,0010) (5,30 ±0,05) (5,90 ±0,05)4 (3,9690 ±0,0010) (7,10 ±0,05) (7,70 ±0,05)5 (4,9670 ±0,0010) (8,80 ±0,05) (9,50 ±0,05)6 (5,9550 ±0,0010) (1,050 ±0,005) (1,090 ±0,005)7 (6,9530 ±0,0010) (1,240 ±0,005) (1,260 ±0,005)8 (7,9380 ±0,0010) (1,410 ±0,005) (1,440 ±0,005)9 (8,9350 ±0,0010) (1,580 ±0,005) (1,590 ±0,005)10 (9,9250 ±0,0010) (1,760 ±0,005) (1,760 ±0,005)No ( ) mm beban ∆±Waktu untuk 20 ayunan (sekon)++∆± tt −−∆± tt1 (9,980 ±0,010) (1,300 ±0,010) (1,220 ±0,010)2 (1,9900 ±0,0010) (1,380 ±0,010) (1,300 ±0,010)
  • 3 (2,9840 ±0,0010) (1,540 ±0,010) (1,460 ±0,010)4 (3,9690 ±0,0010) (1,560 ±0,010) (1,500 ±0,010)5 (4,9670 ±0,0010) (1,600 ±0,010) (1,600 ±0,010)6 (5,9550 ±0,0010) (1,680 ±0,0100 (1,700 ±0,01007 (6,9530 ±0,0010) (1,740 ±0,010) (1,720 ±0,010)8 (7,9380 ±0,0010) (1,840 ±0,010) (1,820 ±0,010)9 (8,9350 ±0,0010) (1,900 ±0,010) (1,900 ±0,010)10 (9,9250 ±0,0010) (1,980 ±0,010) (1,980 ±0,010)B. Pengolahan Data1)2−++=xxx ...... 101 xx →Perhitungan:•2111−++=xxx = 1,224,28,1=+cm•2222−++=xxx = 75,329,36,3=+cm•2333−++=xxx = 6,529,53,5=+cm•2444−++=xxx = 4,727,71,7=+cm•2555−++=xxx = 15,925,98,8=+cm•2666−++=xxx = 7,1029,105,10=+cm•2777−++=xxx = 5,1226,124,12=+cm•2888−++=xxx = 25,1424,141,14=+cm•2999−++=xxx = 85,1529,158,15=+cm•2101010−++=xxx = 6,1726,176,17=+cm−−++∆+∆=∆ xdxxdxdxxdx
  • −+∆+∆=∆ xxx2121...... 101 xx ∆→∆Perhitungan:• 05,005,02105,0212121111 =+=∆+∆=∆−+xxx cm• 05,005,02105,0212121222 =+=∆+∆=∆−+xxx cm• 05,005,02105,0212121333 =+=∆+∆=∆−+xxx cm• 05,005,02105,0212121444 =+=∆+∆=∆−+xxx cm• 05,005,02105,0212121555 =+=∆+∆=∆−+xxx cm• 05,005,02105,0212121666 =+=∆+∆=∆−+xxx cm• 05,005,02105,0212121777 =+=∆+∆=∆−+xxx cm• 05,005,02105,0212121888 =+=∆+∆=∆−+xxx cm• 05,005,02105,0212121999 =+=∆+∆=∆−+xxx cm• 05,005,02105,0212121101010 =+=∆+∆=∆−+xxx cm( ) ...=∆± xxcmxx 05,0, =∆∆ −+Angka Berarti:• ( ) ( ) 011 10.05,010,2 ±=∆± xx cm• ( ) ( ) 022 10.05,075,3 ±=∆± xx cm• ( ) ( ) 033 10.05,060,5 ±=∆± xx cm• ( ) ( ) 044 10.05,040,7 ±=∆± xx cm• ( ) ( ) 055 10.05,015,9 ±=∆± xx cm• ( ) ( ) 166 10.005,0070,1 ±=∆± xx cm• ( ) ( ) 177 10.005,0250,1 ±=∆± xx cm
  • • ( ) ( ) 188 10.005,0425,1 ±=∆± xx cm• ( ) ( ) 199 10.005,0585,1 ±=∆± xx cm• ( ) ( ) 11010 10.005,0760,1 ±=∆± xx cm2)mxn = ...... 101 nn →Perhitungan:• 210,098,91,2111 ===mxn cm/gr• 188,09,1975,3222 ===mxn cm/gr• 188,084,296,5333 ===mxn cm/gr• 186,069,394,7444 ===mxn cm/gr• 184,067,4915,9555 ===mxn cm/gr• 180,055,597,10666 ===mxn cm/gr• 180,053,695,12777 ===mxn cm/gr• 180,038,7925,14888 ===mxn cm/gr• 177,035,8985,15999 ===mxn cm/gr• 177,025,996,17101010 ===mxn cm/grmdmdnxxddnn ∆+∆=∆mmxxmn ∆+∆=∆ 21...... 21 nn ∆→∆Perhitungan:
  • • 0052,001,098,91,205,098,91121211111 =+=∆+∆=∆ mmxxmn cm/gr• 0026,001,09,1975,305,09,191122222222 =+=∆+∆=∆ mmxxmn cm/gr• 0017,001,084,296,505,084,291123233333 =+=∆+∆=∆ mmxxmn cm/gr• 0013,001,069,394,705,069,391124244444 =+=∆+∆=∆ mmxxmn cm/gr• 0010,001,067,4915,905,067,491125255555 =+=∆+∆=∆ mmxxmn cm/gr• 0009,001,055,597,1005,055,591126266666 =+=∆+∆=∆ mmxxmn cm/gr• 0007,001,053,695,1205,053,691127277777 =+=∆+∆=∆ mmxxmn cm/gr• 0007,001,038,7925,1405,038,791128288888 =+=∆+∆=∆ mmxxmn cm/gr• 0006,001,035,8985,1505,035,891129299999 =+=∆+∆=∆ mmxxmn cm/gr•0005,001,025,996,1705,025,991121021010101010 =+=∆+∆=∆ mmxxmn cm/gr( ) ...=∆± nn
  • Angka berarti:• ( ) ( ) 111 10.05,010,2 −±=∆± nn cm/gr• ( ) ( ) 122 10.026,0880,1 −±=∆± nn cm/gr• ( ) ( ) 133 10.017,0880,1 −±=∆± nn cm/gr• ( ) ( ) 144 10.013,0860,1 −±=∆± nn cm/gr• ( ) ( ) 155 10.010,0840,1 −±=∆± nn cm/gr• ( ) ( ) 166 10.009,0800,1 −±=∆± nn cm/gr• ( ) ( ) 177 10.007,0800,1 −±=∆± nn cm/gr• ( ) ( ) 188 10.007,0800,1 −±=∆± nn cm/gr• ( ) ( ) 199 10.006,0770,1 −±=∆± nn cm/gr• ( ) ( ) 11010 10.006,0770,1 −±=∆± nn cm/gr185,010177,0...188,0210,010=+++==∑ inn cm/gr0015,0100005,0...0026,00052,010=+++=∆=∆∑ inn cm/gr( ) ( ) 110.015,0850,1 −±=∆± nn cm/gr
  • 3) Buat grafik x terhadap bm
  • Titik sentroid = ( )xm,614,541014,54610===∑ imm gr890,91090,9810===∑xx cmTitik sentroid = (54,614 ; 9,890)16,080909,135,15tan =−−=∆∆=mxα17,080902,149,15tan 1 =−−=∆∆=mxα13,080903,136,14tan 2 =−−=∆∆=mxα( ) ( )2tantantantantan 21 ααααα−+−=∆( ) ( ) 01,0213,016,017,016,0tan =−+−=∆ α( ) ( ) 110.10,060,1tantan −±=∆± αα4)2−++=ttt ...... 101 tt →Perhitungan:• 6,1222,12132111 =+=+=−+ttt sekon• 4,132138,132222 =+=+=−+ttt sekon• 1526,144,152333 =+=+=−+ttt sekon• 3,152156,152444 =+=+=−+ttt sekon• 16216162555 =+=+=−+ttt sekon
  • • 9,162178,162666 =+=+=−+ttt sekon• 3,1722,174,172777 =+=+=−+ttt sekon• 3,1822,184,182888 =+=+=−+ttt sekon• 19219192999 =+=+=−+ttt sekon• 8,1928,198,192101010 =+=+=−+ttt sekon−−++∆+∆=∆ tdttdtdttdt ....... 101 tt ∆→∆−+∆+∆=∆ ttt2121Perhitungan:• 1,01,0211,0212121111 =+=∆+∆=∆−+tttsekon• 1,01,0211,0212121222 =+=∆+∆=∆−+tttsekon• 1,01,0211,0212121333 =+=∆+∆=∆−+tttsekon• 1,01,0211,0212121444 =+=∆+∆=∆−+tttsekon• 1,01,0211,0212121555 =+=∆+∆=∆−+tttsekon• 1,01,0211,0212121666 =+=∆+∆=∆−+tttsekon
  • • 1,01,0211,0212121777 =+=∆+∆=∆−+tttsekon• 1,01,0211,0212121888 =+=∆+∆=∆−+tttsekon• 1,01,0211,0212121999 =+=∆+∆=∆−+tttsekon•1,01,0211,0212121101010 =+=∆+∆=∆−+ttt sekon( ) ...=∆± ttAngka Berarti:• ( ) ( ) 111 10.010,0260,1 ±=∆± tt sekon• ( ) ( ) 122 10.010,0340,1 ±=∆± tt sekon• ( ) ( ) 133 10.010,0500,1 ±=∆± tt sekon• ( ) ( ) 144 10.010,0530,1 ±=∆± tt sekon• ( ) ( ) 155 10.010,0600,1 ±=∆± tt sekon• ( ) ( ) 166 10.010,0690,1 ±=∆± tt sekon• ( ) ( ) 177 10.010,0730,1 ±=∆± tt sekon• ( ) ( ) 188 10.010,0830,1 ±=∆± tt sekon• ( ) ( ) 199 10.010,0900,1 ±=∆± tt sekon• ( ) ( ) 11010 10.010,0980,1 ±=∆± tt sekon2220=tTPerhitungan:• 630,0206,12202121 ===tT 2sekon• 670,0204,13202222 ===tT 2sekon
  • • 750,02015202323 ===tT 2sekon• 765,0203,15202424 ===tT 2sekon• 800,02016202525 ===tT 2sekon• 845,0209,16202626 ===tT 2sekon• 865,0203,17202727 ===tT 2sekon• 915,0203,18202828 ===tT 2sekon• 950,02019202929 ===tT 2sekon• 990,0208,1920210210 ===tT 2sekon5) Buat grafik 2T terhadap bm
  • Titik sentroid = ( )2,Tm101022 ∑∑==TTmmi614,541014,54610===∑ bmm gr818,010180,81022===∑TT sekonTitik sentroid = (54,614 ; 0,818)( ) 2221040,0809010.9296tan −−=−−=∆∆= xmTα( ) 2221 1045,0809010.5,9297tan −−=−−=∆∆= xmTα( ) 2222 103,0809010.5,905,93tan −−=−−=∆∆= xmTα( ) ( )2tantantantantan 21 ααααα−+−=∆( ) ( )( ) 221005,0210.3,040,045,040,0tan −−=−+−=∆ xα( ) ( ) 310.25,050,3tantan −±=∆± αα
  • ( )( ) ( )( ) ( )( ) ( )( )( ) ( )( )( ) ( )732,754,5838,42838,4235,4410185,014,34240,18105,604/10.24,082,1/428,2/793,2421005,01040,0185,0.14,341015,01040,014,34tantan.4tan4tan.4tan.4tan.41_tan0tantantan.4tantan.4tan.40tan4tan.4tantan/240,18/10240,181040,0185,0.14,34tan.4224221222222222222222222222222222222222====−=−=±=∆±==+=∆∆+∆=∆=−====−=−⇒⇒=∆+∆=∆====−−−−−−−pegeffeffeeffmmFgrxxxxmncgmsmggsmscmxxxxgnngnnnddgnnddgvuvvuvungddgnnddggsmscmxxngπααπαπαπαπαπααααπααπαπαπαπαααπVII. TUGAS AKHIR DAN PERTANYAAN1. Tentukan n rata-rata dari hasil perhitungan, yaitu perbandingan antara simpangan (x)terhadap pembebanan (m)!Jawab:185,010==∑ inn cm/gr2. Buatlah grafik antara simpangan x terhadap pembebanan m! Tentukan nilai n darigrafik dan bandingkan dengan hasil VII.1!Jawab:Grafik antara simpangan x terhadap pembebanan m terdapat pada pengolahandata. Terdapat perbedaan yang cukup kecil antara nperhitungan dengan grafikn .185,0=nperhitungan cm/gr160,0=grafikn cm/gr3. Benarkah F sebanding dengan x? Tunjukkan!Jawab:
  • F sebanding dengan x, hal ini dapat dilihat dari grafik bahwa denganpenambahan beban m maka pegas mengalami perpanjangan (x).4. Buatlah grafik antara 2T terhadap bebanm dan dari grafik ini tentukanlahpercepatan grafitasi (g), massa efektif pegasnya ( )effm dan juga nilai k-nya!Jawab:Grafik antara 2T terhadap bebanm terdapat pada pengolahan data.5. Tentukanlah faktor efektif pegas! Tentukanlah juga batasan nilai ini!Jawab:732,7=effFVIII. ANALISIS1. Kemungkinan yang menyebabkan kesalahan atau ketidaktepatan dalam hasilperhitungan, antara lain:• Tidak konstannya besar simpangan yang diberikan pada pegas yang dapatmempengaruhi waktu ayunan.• Keelastisan pegas berkurang akibat penambahan beban sehingga beberapanilai +x dan −x memiliki selisih nilai yang cukup besar.• Pada saat pegas diayunkan terjadi gerakan ke kiri-kanan oleh ember sehinggamempengaruhi waktu ayunan.• Ketidaktepatan untuk menyalakan dan mematikan stopwatch pada saatmenghitung waktu 20 ayunan.2. Percepatan grafitasi (g) yang didapat dari grafik sangat berbeda dengan nilaipercepatan grafitasi sebenarnya (g = 10 2/ sm ), hal ini disebabkan kurang akuratnyapenggunaan grafik yang hanya merupakan hasil pendekatan.IX. KESIMPULAN
  • 1. Pertambahan panjang pegas sebanding dengan gaya yang dikerjakan pada pegas(Hukum Hooke), selama pertambahan panjang tersebut tidak melebihi tingkatkekelastisan pegas.2. Massa efektif pegas adalah massa pegas ketika pegas bekerja atau massa pegas saatpegas bergetar.3. Hasil yang didapat dengan menggunakan metoda perhitungan lebih akuratdibandingkan dengan metoda grafik.4. Arti tanda minus dalam persamaan Hooke menunjukkan bahwa arah gaya pegasberlawanan arah dengan gaya yang disebabkannya.X. DAFTAR USAHA1. Tyler, “ A Laboratory Manual of Physics’, Edward Arnold, 1967.2. Sears-Zemansky, “Collage Physics”. Add. Wesley, 1960.