LAPORAN PPRAKTIKUM (PESAWAT ATWOOD)
YULIANTI YUSAL 081204089 KELAS A
JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MAKASSAR 2010
BAB
I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Setiap partikel partikel yang melakukan melakukan pergerakan. pergerakan. Pergerakan memiliki memiliki kecepatan dan percepatan. Benda yang bergerak pasti membrerikan gaya seperti bola. Ketika kita menendangnya menendangnya bola akan berguling dengan kata lain melakukan perpindahan. Nah jika kita tidak menendang menendang akan tidak t idak melakukan apa-apa terhadap bola tersebut maka bola tetap dalam posisi demikian. Mengapa hal tersebut terjadi ? Nah , bagaiman dengan benda yang jatuh dari suatu ketinggian selalu mengarah kebawah walaupun kita melemparnya keatas maka pada ketinggian tertentu pasti akan jatuh juga. Dan ketika benda yang jatuh dan tiba disebuah permukaan seperti lantai atau tanah mengapa benda tidak menerobos permukaan per mukaan tersebut. Fenomena lain, ketika kita menimbah air dari sebuah sumur hanya dengan menariknya dengan tali akan terasa berat. Sedangkan jika kita menimbahnya dengan dengan bantuan ktrol, ketika ketika ditarik maka terasa lebih ringan ringan dibandingkan dibandingkan yang tanpa katrol. Pada hal massa beban sama dan kedalaman sama. Selain itu benda juga semakin cepat di tarik dari pada benda yang tidak pakai katro. B.
Tujuan Percobaan. 1.
Membuktikan keberlakuan hukum-hukum Newton untuk gerak translasi dan gerak rotasi.
2. Menghitung momen kelembaman (nersia) katrol.
C.
Manfaat Percobaan 1.
Mahasiswa dapat membuktikan keberlakuan hukum-hukum Newton untuk gerak translasi dan gerak rotasi.
2. Mahasiswa dapat menghitung momen kelembaman (nersia) katrol.
BAB
II
TINJAUN PUSTAKA
Hukum Pertama Newton menyatakan bahwa sebuah benda dalam keadaan diam atatu bergerak dengan kecepatan konstan akan tetap atau terus bergerak dengan kecepatan konstan kecuali ada gaya eksternal yang bekerja pada benda . Sebuah kerangka acuan dimana hukum pertama newton berlaku dikarenakan karena kerangka acuan inersial. Tiap kerangka acuan yang bergerak dengan kecepatan konstan relatif terghadap kerangka acuan inersial adalah juga kerangka acuan inersial. Suatu kerangka acuan yang terikat pada permukaan bumi sebenarnya bukan kerangka acuan inersial karena percepatan kecil permukaan bumi (relatif terhadap pusat bumi) yang disebabkan oleh rotasi bumi., dan karen apercepatan sentripetal tyang kecil dari bumi itu sendiri sehubungan dngan peredarannya mengelilingi matahari. (Tipler: 88-90) Hukum kedua Newton menyatakan percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan gaya total yang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massanya. Arah percepatan sama dengan arah gaya total yang bekerja padanya. Bentuk persamaanya dapat dituliskan:
Dimana a adalah percepatan m adalah massa dan µJumah dari¶, F adalh gaya sehingga
merupakan gaya total berarti
berarti jumlah vektor dari semua gaya
yang bekerja pada benda tersebut, yang kita definisikan sebagai gaya total.Kita
susun kembali persamaan ini untuk mendapatkan pernyataan yang lebih dikenal untuk Hukum newton kedua:
Hukum Newton kedua menghubngkan antara deskripsi gerak dengan penyebab gaya. Hukum ini merupakan hubungan yang paling dasar pada Fisika. Dari Hukum Newton kedua kita bisa membuat definisi yang lebih tepat mengenai gaya sebagai sebuah aksi yang bisa mempercepat sebuah benda.(Giancoli: 94-95) Hukum ketiga Newton tentang geraa diungkpkandalam kalimat:
pada A ³Jika benda A memberika gaya ada benda (aksi). Maka benda B akan memberiakan gaya pada benda A (reaksi). Kedua gaya ini memiliki besar yang sama tetapi gayahnya yang berlawanan. Kedua gaya ini bekerja pada benda yang berbeda´ Pada pernyataan ini ³aksi´ dan ³reaksi¶. Merupakan aya yang berlawanan, kadang-kadang kita menghubungkannya sebagai pasangan aksi reaksi . Ini bukan berarti menerapkan semua hubungan sebab akibaaya yang berlawanan, kadangkadang kita menghubungkannya sebagai pasangan aksi reaksi . Ini bukan berarti menerapkan semua hubungan sebab akibat. Kita menganggap sebuah gaya sebagai ³aksi´ dan gaya lain sebagai µreaksi¶. Dalam istilah sederhana, gay-gaya tersebut dapat kita katakan µ´sama dan berlawanan´ yang berarti memiliki besar yang sa ma dengan arah berlawanan.( Young dan Freedman : 107) Hukum Newton kedua untuk komponen tangensial adalah
Kita dapat menyatakan percepatan tangensial dari partikel pertama sebagai percepatan sudut
menggunakan percepatan dengan
menggunakan hubungan ini dan mengalikan kedua sisi persamaan dengan r, kita dapatkan:
Dari persamaan tersebut hanyalah besar torsi dari gaya total terhadap sumbu rotasi . Komponen rad maupun tidak berperan dalam menghasilkan torsi terhadap sumbu y. karena keduanya cenderung tidak mengubah rotasi partikel terhadap sumbu y. Jadi
tan adalah torsi total ayng bekerja pada partikel
ditinjau dari sumbu rotasi. Maka kita dapat menulis persamaaan:
Kita tuliskan sebuah persamaan seperti ini untuk setiap partikel pada benda dan dan kemudian menjumlahkan.
Atau
Maka keseluruhan benda tegar kita memiliki analogi dari hukum kedua Newton untuk benda berotasi:
(analogi hukum kedua newton untuk rotasi benda tegar)
(Young dan Freedman: 294)
Bila sebuah katrol hanya dapat berputar pada porosnya yang diam , maka geraknya dapat dianalisis sebagai berikut:
Dengan a merupakan percepatan tangensial tepi katrol, percepatan ini sama dengan percepatan kali penggantung yang di iilitkan pada katrol pada slip. Bila sebuah benda digantungkan pada tali, maka percepatan benda adalah:
(Tim Penyusun :20)
BAB
III
METODE PER COBAAN
A. Identifikasi dan Definisi Operasional Variabel 1.
Identifikasi Variabelsi
Variabel manipulasi : Massa benda 2 atau
Variabel Respon: Waktu (s)
Variabel Kontrol: Massa benda
1
/
(g)
(g0
Jari-jari katrol (cm) 2. Definisi Operasional Variabel
(g)
a. Massa benda 2 /
Yaitu massa benda ditambahkan pada benda 2 sehingga massanya besar dari benda 1. b. Jarak (m) Yaitu ketinggian tiang yang telah ditentukan ketika benda 2 yang ditambah beban bergerak turun sepanjang ketinggian tersebut. c. Waktu (s) Yaitu waktu yang dibutuhkan ole benda-benda yang ditambah beba n bergerak turun sepanjang ketinggian tiang /jarak yang ditentukan. d. Massa benda
1
(g)
/
Yang besarnya massa benda menjadi massa katrol yang relatif sama dengan massa benda 2 ketika tanpa tambahan beban. B.
Alat dan bahan 1.
Pesawat atwood yang terdiri dari: a. Tiang bersklaa R pada ujung atasnnya erdapat katrol P.
b. Tiang penggantung yang yang massanya dapat diabaikan. c. Dua beban
dan yang berbentuk silinder dengan massa sama
masing-masing m yang di ikatkan pada ujung-ujung tali penggantung. d. Dua beban tambahan dengan massa masing-masing
dan .
e. Genggaman G dengan pegas, perlahan beban tambahan A yang berlubang. C.
Prosedur K erja 1.
Semua beban ,
dan ditimbang dengan neraca 3
2. Pasanglah gengggaman
10
g.
penahan beban tambahan A penahan beban B
pada tiang berskala. 3.
Untuk
menyelidiki apakah pesawat atwood bekerja dengan baik.
Lakukan percobaan sebagai berikut: a. Gambarkan dan pada ujung-ujung tali kemudian pasang pada katrol. b. Pasanglah pada genggaman G, dengan menggunakan pegas, selidiki apakah tiang berskala sejajar dengan tali. Jika tidak, ukurlah sampai sejajar. c. Tambahkan beban tambahan m, pada d. Tekan maka atas,
.
akan terlepas dari genggaman G dan bergerak ke
akan bergerak ke bawah. Jika pesawat bekerja dengan
baik maka kedua beban akan bergerak di percepat, dan ketika
, melalui
A,
akan tersangkut di A, dan kemudian system
akan bergerak lurus beraturan. Jika hal ini tidak terjadi betulkan letak penahan beban tambahan A. e. Selanjutnya, pasang lagi beban salah satu beban tambahan.
pada genggaman dan ditambah
dilepas dan catat waktu yang diperlukan oleh untuk menempuh jarak itu. Ulangi
f. Catat kedudukan A dan B.
pengukuran ini sebanyak 3 kali.
.
g. Lakukan kegiatan (F) untuk beberapa jarak
h. Sekarang lakukan untuk percobaan seperti diatas tetapi yang harus dicatat adalah kedudukan C (kedudukan (
dan A serta
dan A serta waktu yang diperlukan oleh untuk menempuh jarak waktu yang diperlukan oleh
i. Percobaan ini pun dilakukan masing-masing 5 kali untuk setiap jarak
, dan juga perhatikan apa ynag dimaksud dengan jarak itu. D. Teknik Analisis Data 1.
Metode Tabel Dalam metode ini menunjukkkan hubungan antara besarnya jarak /ketinggian bidang waktu tempuh ketika jarak telah diatur dengan ketinggian tertentu, kemudian pegas G dilepas sehingga benda
dengan tambahan beban akan bergerak turun dan ketika benda mencapai ujung ke bawah dari jarak yang ditentukan maka saat itu juga catat waktu yang di butuhkan untuk menempuhnya. Tabel hubungan antara besar jarak /ketinggian tiang dengan waktu tempuhnya ketika beban
pada ketinggian X=AB. No.
(s)
ditambah
Tabel hubungan antara besar jarak/ketinggian yang dengan waktu tempuhnya ketika beban No.
ditambah pada ketinggian X=BC. (s)
Tabel hubungan antara besar jarak /ketinggian tiang dengan waktu tempuhnya, ketika benda No.
ditambah beban dan pada X=AB. (s)
Tabel hubungan antara besar jarak/ketinggian tiang dengan waktu tempuhnya ketika benda No.
di tambah beban dan pada X=BC. (s)
2. Metode Perhitungan Dalam metode ini teknik perhitungan. Data-data yang diperoleh berupa besaran jarak dan besaran waktu serta massa benda dan beban tambahan.
Dari data tersebut maka akan mencari nilai kecepatan, percepatan, dan momen inersia katrol maka kita akan menggunakan rumus:
Percepatan setelah melalui setelaah melalui titik b.
BAB
IV
HASIL, ANALISIS DAN PEMBAHASAN
A, Hasil Pengamatan
Nst Neraca Ohaus : 3 10 g
Nst Skala nonius : Nst Jangka Sorong : Nst stop Watch: Nst mistar tiang =
Nst lengan II :
Massa Beban
y
Massa beban tambahan =
y
Massa katrol : 90,72 g
y
Massa Beban =
Diameter katrol =
Jari-jari katrol (r) = 5,66 cm
Percepatan gravitasi = 10
11,31
cm
Tabel 1 = Hubungan antara jarak pada AB dengan waktu tempuh dengan massa No.
(cm)
(s)
1.
60
3,0
2,8
3,0
2.
75
3,2
3,4
3,6
3.
90
3,4
3,2
3,0
Tabel II Hubungan antara jarak BC dengan waktu tempuh dengan massa
No. (cm)
(s)
1.
60
2,0
2,2
2,0
2,
75
1,4
1,6
1,6
3,
90
2,4
2,4
2,4
Tabel III Tabel hubungan antara jarak pada AB dengan waktu tempuh
(cm) (s)
dengan massa No.
1.
60
2,2
2,0
2,0
2.
75
2,4
2,2
2,2
3.
90
2,0
3,2
2,2 2,2
Tabel IV Hubungan antara jarak pada Bcdengan Waktu tempuh dengan
(cm)
(s)
1.
60
2,2
2,0
2,0
2.
75
2,4
2,2
2,2
3.
90
2,0
3,2
2,2
massa No.
B.
Analisis data 1.
Analisis Perhitungan
Analisis perhitungan pada XAB dengan
a. Pada
s
b. Pada
s
=90 cm
c. Pada
Analisis perhitungan pada XBC dengan
a. Pada XBC= 60 cm
s
b. Pada XBC=75 cm
s
c. Pada XBC=90 cm
s
Analisis perhitungan ketika benda
ditambah beban dan
pada X=AB. a. Pada XAB=60 cm
s
b. Pada XAB=75 cm
s
c. Pada XAB=90 cm
s
Analisis Perhitungan pada XBC dengan
a. Pada XBC=60 cm
s
b. Pada XBC=75 cm
s c. Pada XBC=90 cm
s
C,
P embahasan
Percepatan suatu benda yang bergerak ke bawah di tentukan oleh besarnya jarak dan massa. Dimana massa menentukan besar waktu tempuhnya. Benda yang
memiliki massaa beban tambahan sehingga percepatan
yang berada pada jarak
ketika meluncur karena kecepatannya berubah tiap saat. Sedangkan pada jarak tidak membawa massa tambahan karena massa tambahan pada mulanya hanya untuk jarak sehingga percepatan benda =0 dimana ketika benda
meluncur kecepatannya tetap. Momen Inersial katrol bergantung pada jari-jari, percepatan dan massa benda yang menggantung yaitu jumlah massa yang bergerak secara translasi Hubungan antara jarak dan waktu berbeda, Metode perhitungannya juga berbeda dimana untuk jarak XAB memiliki percepatan (
sehingga rumus
yang kita gunakan tujuannya mencari percepatan benda, sedangkan untuk jarak VBC tidak memiliki percepatan (
hanya memiliki kecepatan perubahan.
Hal ini terjadi karena awalnya benda diberi massa tambahan sebagai gaya untuk menggerakkan benda dan pada XBC benda memiliki kecepatan tetap dimana benda terus bergerak sesuai gerak awalnya.
BAB
III
PENUTUP
A. K esimpulan 1.
Hukum 1 Newton berlaku ketika benda belum diberi gaya pada pegas, benda pada mesin atwood tetap diam.
2. Hukum II Newton berlaku ketika benda diberi tambahan beban dengan tujuan agar benda bergerak kebawah. 3. Hukum III Newton berlaku ketika benda yang bergerak kebawah menyentuh lantai dasar dan akan terpantul. 4. Momen inersia katrol bergantung pada jari-jari, percepatan dan massa benda yang menggantung yaitu jumlah massa yang bergerak secara translasi.
B.
Saran
Sebaiknya praktikan lebih teliti dalam melakukan perconbaan agar dapat menghasilkan data yang lebih akurat.
DAFTAR PUSTAKA
Giancoli.2001. Fisika Jilid 1 . Jakarta:Erlangga
Tippler.1998. Fisika untuk Sains dan Teknik .Jakarta: Erlangga
Young dan Freedman.200 1. Fisika Universitas . Jakarta: Erlangga