1

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR
“TETAPAN PEGAS”

Disusun Oleh :
Yudhodanto Setyadi
(0651 12 346)

Tanggal Pratikum: 23 O...
2

BAB I
PENDAHULUAN

1.1. Tujuan percobaan
Dengan dilakukannya percobaan ini, maka mahasiswa dapat :
1) Pengukuran dasar ...
3

Besar gaya pemulih F ternyata berbanding lurus dengan simpangan
x dari pegas yang direntangkan atau ditekan dari posisi...
4

yang digunakan untuk mencapai satu getaran penuh, dilambangkan T
(sekon atau detik).Frekuensi adalah banyaknya getaran ...
5

Tegangan
Tegangan atau stress ( ) didefinisikan sebagai hasil bagi antara
gaya tarik F dengan luas penampang kawat A. j...
6

Sedangkan penambahan panjang kawat/tali dibandingkan dengan
panjang mula-mula dinyatakan dengan :
l / lo Strain =
Modul...
7

BAB II
ALAT DAN BAHAN

2.1. Peralatan dan Bahan yang Digunakan
1) Statip
2) Ember tempat beban
3) Beban-beban tambahan
...
8

BAB III
METODA KERJA

1. Menentukan g dari getaran kolom zat cair
a) Ukur panjang kolom zat cair menggunakan penggaris ...
9

BAB IV
DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN

4.1. Data Pengamatan
Berdasarkan data percobaan dan perhitungan yang telah dila...
10

b. Menentukan Tetapan Pegas Cara Statis
No

Massa (gr)

x (cm)

K (mg/x)

1

64,7

0

0

2

9,90

1,2

7980,142

3

20...
11

b. menghitung tetapan pegas dengan cara statis (k)

c. Menghitung nilai massa efektif (Mef)
12
13

BAB V
PEMBAHASAN

Sebuah pegas yang dibuat dengan cara melilitkan kawat yang kaku menjadi
sebuah kumparan adalah alat ...
14

Untuk pegas yang disusun seri, pertambahan panjang total sama dengan
jumlahmasing-masing pertambahan panjang pegas seh...
15

BAB VI
KESIMPULAN

Dari percobaan, pengamatan dan perhitungan yang telah dilakukan, maka
dapat ditarik kesimpulan seba...
16

LAMPIRAN

Tugas Akhir
1. Dari percobaan A tentukan harga G menggunakan persamaan (8)
2. Dari percobaan B tentukan harg...
17

2. Persamaan (2): mg = kx menjadi k =
1.

Grafik
Y

Massa (gram)

64,7
49,9
40,2
30,1
20
9,9

x
1,2

2,2

2,5

3,3

4,...
18

mg/x

3.

mg/x

Grafik T2 terhadap M dengan menentukan harga k dan Mef..
Y

Massa (gram)

114,5
104,8
94,8
84,7
94,8
6...
19

DAFTAR PUSTAKA

Alonso, Marcello & Edward J. Finn. 1980. Dasar-Dasar Fisika Universitas.
Erlangga. Jakarta

2011. Buku...
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA : Tetapan Pegas

30,009

Published on

laporan praktikum

Published in: Education
0 Comments
7 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total Views
30,009
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1
Actions
Shares
0
Downloads
585
Comments
0
Likes
7
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA : Tetapan Pegas

  1. 1. 1 LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR “TETAPAN PEGAS” Disusun Oleh : Yudhodanto Setyadi (0651 12 346) Tanggal Pratikum: 23 Oktober 2012 Assisten Dosen 1. Risa Ratimanjari S.si 2. Nurlela 3. Desi 4. Hilda LABORATORIUM FISIKA PROGRAM STUDI ILMU KOMPUTER FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PAKUAN 2012
  2. 2. 2 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Tujuan percobaan Dengan dilakukannya percobaan ini, maka mahasiswa dapat : 1) Pengukuran dasar waktu 2) Mencari ketetapan pegas dengan menggunakan hukum Hooke 3) Menentukan massa efektif pegas 1.2. Dasar Teori Kebanyakan gaya sehari-hari yang diamati pada benda-benda makroskopis adalah gaya kontak langsung dengan benda. Gaya-gaya ini adalah hasil gaya molukuler yang dikerjakan molekul-molekul sebuah benda pada molekul di benda lain. Gaya molekuler ini sendiri adalah perwujudan yang rumit dari gaya elektromagnetik dasar. Misalnya kita tinjau pegas yang dipasang horisontal, di mana pada ujung pegas tersebut dikaitkan sebuah benda bermassa m. Massa benda kita abaikan, demikian juga dengan gaya gesekan, sehingga benda meluncur pada permukaan horisontal tanpa hambatan. Terlebih dahulu kita tetapkan arah positif ke kanan dan arah negatif ke kiri. Setiap pegas memiliki panjang alami, jika pada pegas tersebut tidak diberikan gaya. Pada kedaan ini, benda yang dikaitkan pada ujung pegas berada dalam posisi setimbang. Untuk semakin memudahkan pemahaman dirimu,sebaiknya dilakukan juga percobaan. Apabila benda ditarik ke kanan sejauh +x (pegas diregangkan), pegas akan memberikan gaya pemulih pada benda tersebut yang arahnya ke kiri sehingga benda kembali ke posisi setimbangnya. Sebaliknya, jika benda ditarik ke kiri sejauh -x, pegas juga memberikan gaya pemulih untuk mengembalikan benda tersebut ke kanan sehingga benda kembali ke posisi setimbang.
  3. 3. 3 Besar gaya pemulih F ternyata berbanding lurus dengan simpangan x dari pegas yang direntangkan atau ditekan dari posisi setimbang (posisi setimbang ketika x = 0). Secara matematis ditulis : F = -kx Persamaan ini sering dikenal sebagai persamaan pegas dan merupakan hukum hooke. Hukum ini dicetuskan oleh paman Robert Hooke (1635-1703).k adalah konstanta dan x adalah simpangan. Tanda negatif menunjukkan bahwa gaya pemulih alias F mempunyai arah berlawanan dengan simpangan x. Ketika kita menarik pegas ke kanan maka x bernilai positif, tetapi arah F ke kiri (berlawanan arah dengan simpangan x). Sebaliknya jika pegas ditekan, x berarah ke kiri (negatif), sedangkan gaya F bekerja ke kanan. Jadi gaya F selalu bekeja berlawanan arah dengan arah simpangan x. k adalah konstanta pegas. Konstanta pegas berkaitan dengan elastisitas sebuah pegas. Semakin besar konstanta pegas (semakin kaku sebuah pegas), semakin besar gaya yang diperlukan untuk menekan atau meregangkan pegas. Sebaliknya semakin elastis sebuah pegas (semakin kecil konstanta pegas), semakin kecil gaya yang diperlukan untuk meregangkan pegas. Untuk meregangkan pegas sejauh x, kita akan memberikan gaya luar pada pegas, yang besarnya sama dengan F = +kx. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa x sebanding dengan gaya yang diberikan pada benda. Getaran adalah gerak bolak-balik secara periodik yang selalu melalui titik keseimbangan.Satu getaran adalah gerakan dari titik mulamula dan kembali ke titik tersebut.Periode (waktu getar) adalah waktu
  4. 4. 4 yang digunakan untuk mencapai satu getaran penuh, dilambangkan T (sekon atau detik).Frekuensi adalah banyaknya getaran tiap detik, dilambangkan f (Hertz). Amplitudo adalah simpangan maksimum dari suatu getaran, dilambangkan A (meter).Simpangan adalah jarak besarnya perpindahan dari titik keseimbangan ke suatu posisi, dilambangkan Y (meter). Sudut fase getaran adalah sudut tempuh getaran dalam waktu tertentu, dilambangkan (radian).Fase getaran adalah perbandingan antara lamanya getaran dengan periode, dilambangkan. Kecepatan sudut adalah sudut yang ditempuh tiap satuan waktu Hubungan f dan T : f 1 T Pegas Sebuah pegas yang digantung vertikal ke bawah ujungnya diberi beban m ditarik dengan gaya F sehingga pegas bertambah panjang sebesar x, kemudian gaya dilepas, maka beban bersama ujung pegas akan mengalami gerak harmonik dengan periode : T 2 m f k 1 2 k m T = periode (s) f = frekuensi pegas (Hz) m = massa beban (kg) π = 22/7 atau 3,14 k = konstanta pegas (N/m) Nilai k dapat dicari dengan rumus hukum Hooke yaitu : F=ky Pada pegas : 2 F=ma=m y=m T 2 2 y
  5. 5. 5 Tegangan Tegangan atau stress ( ) didefinisikan sebagai hasil bagi antara gaya tarik F dengan luas penampang kawat A. jadi, tegangan ( dapat ditulis manjadi: Regangan Regangan strain atau (e) didefinisikan sebagai perbandingan antara pertambahan panjang dengan panjang awal ℓ0. Jadi, regangan (e) dapat ditulis menjadi: Modulus Elastis Modulus Elastisitas atau Modulus Young (E) sebatang logam didefinisikan sebagai perbandingan antara ( dan regangan (e) logam itu. Jadi, Modulus Elastisitas dapat ditulis menjadi: Menurut hukum Hooke tekanan atau tarikan yang bekerja pada seutas tali/kawat atau batang akan mengakibatkan perubahan panjang kawat atau pelengkungan pada batang tersebut. Selama dalam batas elastisitas, perbandingan antara tekanan (stress) dengan perubahan realif/regangan (strain) yang diakibatkan konstan. Untuk perubahan dalam satu dimensi, konstanta tersebut dinyatakan dengan modulus elastisitas/modulus young. Beban yang menimbulkan gaya F dyne pada kawat /tali dengan luas penambpang A akan memberikan stress sebesar : P = F/A
  6. 6. 6 Sedangkan penambahan panjang kawat/tali dibandingkan dengan panjang mula-mula dinyatakan dengan : l / lo Strain = Modulus elastisitas untuk kawat/tali tersebut dinyatakan dengan rumus: Suatu benda yang bergerak pada suatu permukaan benda lain akan mendapat gaya yang arahnya berlawanan dengan arah benda. Gaya ini terjadi akibat gesekan kedua permukaan benda dan disebut sebagai gaya gesek. Bukti adanya gaya gesek adalah peristiwa pengereman pada mobil atau ketika kita mendorong sebuah buku dilantai dengan gaya tertentu dan buku bergerak maka buku tersebut akan berhenti di satu titik.
  7. 7. 7 BAB II ALAT DAN BAHAN 2.1. Peralatan dan Bahan yang Digunakan 1) Statip 2) Ember tempat beban 3) Beban-beban tambahan 4) Stopwatch 5) Skala baca 6) Pipa U berisi cairan 7) Penggaris mal
  8. 8. 8 BAB III METODA KERJA 1. Menentukan g dari getaran kolom zat cair a) Ukur panjang kolom zat cair menggunakan penggaris mal 10 kali. b) Buatlah kedudukan zat cair pada salah satu kaki pipa U lebih tinggi dan kemudian lepaskan. Zat cair akan melakukan gaya harmonik. c) Catat waktu yang diperlukan untuk melakukan 5 getaran penuh. d) Ulangi butir 2 dan 3 beberapa kali (10 kali) 2. Menentukan pegas secara statis a) Gantungkan ember kosong pada pegas, catat kedudukan jarum petunjuk pada skala (tabel). b) Tambahkan setiap kali keeping-keping beban dan ini menyebabkan pegas terantang; catat pula tiap-tiap perubahn beban dan perubahan panjang pegas. c) Selanjutnya kurangi keping-keping beban dan catat pula kedudukan jarum petunjuk. Semuanya dalam bentuk tabel yang sesuai. d) Timbanglah massa ember, tiap-tiap beban dan pegas (ingat nomor urut tiaptiap beban) 3. Menentukan tetapan pegas dan massa efektif pegas dengan cara dinamis a) Ember kosong digantung pada pegas, kemudian digetarkan. Usahakan getaran ayunan dari ember tidak goyang ke kiri/ ke kanan. b) Tentukan waktu getar dari 20 kali ayunan. Catat massa dari tiap beban untuk waktu yang sesuai. c) Tambahkan beban dalam ember dan sekali lagi ayunkan untuk 20 kali ayunan penuh. Ulangi ini untuk tambahan beban yang lain (buat tabel). Ingat nomor urut beban.
  9. 9. 9 BAB IV DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN 4.1. Data Pengamatan Berdasarkan data percobaan dan perhitungan yang telah dilakukan tanggal 11 November 2011, maka dapat dilaporkan hasil sebagai berikut. Keadaan ruangan P (cm)Hg T (oC) C (%) Sebelum percobaan 74,7 Hg 31,5oC 60 % Sesudah percobaan 74,7 Hg 30,5oC 55 % Member = 64, 7 gram M1 = 9, 9 gram M2 = 10, 1 gram M3 = 10, 1 gram M4 = 10, 1 gram M5 = 9, 7 gram a. Menentukan Gravitasi (g) Cari Kolom Zat Cair No Σ Getaran Waktu (t) s l (cm) T g (cm/s2) 1. 4,04 0,808 907,03 2. 3,77 0,754 1041,60 0,766 1009,23 3. 5 3,83 30 4. 3,86 0,772 993,60 5. 4,09 0,818 884,99 0,784 967,29 5 3,918 30
  10. 10. 10 b. Menentukan Tetapan Pegas Cara Statis No Massa (gr) x (cm) K (mg/x) 1 64,7 0 0 2 9,90 1,2 7980,142 3 20,0 2,2 8793,545 4 30,1 2,5 11646,171 5 40,2 3,3 11783,351 6 49,9 4,3 11255,063 35,8 2,25 10291,654 c. Menentukan tetapan pegas dan massa efektif pegas dengan cara dinamis No Σ Getaran Waktu (t) s Massa T (gr) Mef 1 10,20 0,51 64,7 3,106 2 11,18 0,559 74,6 6,861 11,80 0,59 84,7 6,047 12,52 0,626 94,8 7,359 5 12,94 0,647 104,9 4,228 6 13,94 0,697 114,6 12,047 12,10 0,605 89,71 6,608 3 4 20 20 4.2. Perhitungan a. Menghitung gravitasi (g) dari kolom zat cair
  11. 11. 11 b. menghitung tetapan pegas dengan cara statis (k) c. Menghitung nilai massa efektif (Mef)
  12. 12. 12
  13. 13. 13 BAB V PEMBAHASAN Sebuah pegas yang dibuat dengan cara melilitkan kawat yang kaku menjadi sebuah kumparan adalah alat yang lazim. Gaya yang dikerjakan oleh pegas jika ia ditekan atau diregangkan adalah hasil dari gaya intermolukuler yang rumit dari dalam pegas adalah cukup untuk kebanyakan terapan. Bila sebuah benda diregangakan oleh gaya, maka panjang benda akan bertambah. Panjang atau pendeknya pertambahan panjang benda tergantung pada elastisitas bahan dari benda tersebut dan juga gaya yang diberikannya. Apabila benda masih berada dalam keadaan elastis ( batas elastisitasnya belm dilampaui), beradasarkan hukum Hooke pertambahan panjang (∆x) sebanding dengan besar gaya F yang meregangkan benda. Asas ini berlaku juga bagi pegas heliks, selama batas elastisitas pegas tidak terlampaui. Tanda (-) menunjukkan bahwa arah gaya (F) berlawanan dengan arah simpangan ( y). Grafik hubungan antara gaya (F) dengan pertambahan panjang ( y) pegas. Seperti kita menyelidiki sifat elastisitas bahan, kita juga mengukur pertambahan panjang pegas dan besarnya gaya yang diberikan. Dalam hal ini,gayayang diberikan sama dengan berat benda = massa x percepatan gravitasi.Pegas ada disusun tunggal, ada juga yang disusun seri ataupun paralel.
  14. 14. 14 Untuk pegas yang disusun seri, pertambahan panjang total sama dengan jumlahmasing-masing pertambahan panjang pegas sehingga pertambahan total x adalah : x = x Hukum hooke hanya berlaku untuk daerah elastik, tidak berlaku untuk daerah plastik maupun benda-benda plastik. Menurut Hooke, regangan sebanding dengan tegangannya, dimana yang dimaksud dengan regangan adalah persentase perubahan dimensi. Tegangan adalah gaya yang menegangkan persatuan luas penampang yang dikenainya. Sebelum diregangkan dengan gaya F, energi potensial sebuah pegas adalah nol, setelah diregangkan energi potensial nya berubah menjadi: E= kx
  15. 15. 15 BAB VI KESIMPULAN Dari percobaan, pengamatan dan perhitungan yang telah dilakukan, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut. 1) Dalam penelitian gaya pegas dan konstanta pegas terbukti bahwa Hukum Hooke adalah benar. Yaitu hubungan antara gaya yang diberikan pada pegas serbanding dengan pertambahan panjang pegas ( F = k . x ) 2) Konstanta pegas adalah ukuran elastisitas pegas. Jadi apabila pegas makin kaku maka konstanta pegas besar. 3) Semakin banyak getaran yang dilakukan pad sistem getaran, waktu yang diperlukan semakin banyak sehingga periodenya semakin besar. 4) Makin besar massa yang dipergunakan maka pertambahan panjang pada sistem pembebanan akan semakin besar. 5) Pada sistem getaran nilai k. ditentukan banyaknya getaran, massa,dan periode.
  16. 16. 16 LAMPIRAN Tugas Akhir 1. Dari percobaan A tentukan harga G menggunakan persamaan (8) 2. Dari percobaan B tentukan harga k dengan menggunakan persamaan (2) Gunakan dua cara yaitu: 1. Dengan menggunakan grafik (metode kwadrat terkecil) 2. Dengan merata-ratakan harga k dari tiap kali penambahan beban 3. Dari percobaan C buat grafik antara T2 terhadap M dan dari grafik ini tentukan harga k dan massa efektif pegas (pakai metode kwadrat terkecil) 4. Pada umumnya hasil yang diperoleh untuk harga k dari percobaan B dan C berbeda. Apakah penyebanya ?Terangkan ! Jawaban: 1. Persamaan (8): T = 2π menjadi 2. 4.
  17. 17. 17 2. Persamaan (2): mg = kx menjadi k = 1. Grafik Y Massa (gram) 64,7 49,9 40,2 30,1 20 9,9 x 1,2 2,2 2,5 3,3 4,3 x Panjang Pegas (cm) 2. mg/x mg/x mg/x
  18. 18. 18 mg/x 3. mg/x Grafik T2 terhadap M dengan menentukan harga k dan Mef.. Y Massa (gram) 114,5 104,8 94,8 84,7 94,8 64,7 x 0,26 0,31 0,35 0,39 0,43 0,49 T2 (Perioda) 4. Hasil yang diperoleh untuk k pada percobaan B (statis) dan C (dinamis). Dikarenakan pengaruhnya massa ember kosong diabaikann yang dihitung hanya massa beban. Sedangkan, pada percobaan dinamis massa ember kosong dihitung dan ditambah dengan massa beban.
  19. 19. 19 DAFTAR PUSTAKA Alonso, Marcello & Edward J. Finn. 1980. Dasar-Dasar Fisika Universitas. Erlangga. Jakarta 2011. Buku Penuntun Praktikum Fisika Dasar . Universitas Pakuan. Bogor Hilliday, David & Robert Resnick. 1985. Fisika. Erlangga. Jakarta Tiper, Paul A. 1991. Fisika Untuk Sains dan Teknik.Erlangga. Jakarta

×