lp2 che alghi alfiesta

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR

KECEPATAN DAN PERCEPATAN

Hari, tanggal : Jumat, 8 Mei 2015 Nama Asisten

1. Clinton Simanjuntak

Rekan Kerja

1. Sabila Nur Faizah

2. Jessica Wiyanto

Alghi Alfiesta

1400610012

LABORATORIUM FISIKA DASAR

CHEMICAL AND GREEN PROCESS ENGINEERING

SURYA UNIVERSITY

2015

2

1.1 Tujuan Praktikum

Tujuan dari praktikum ini adalah untuk membuktikan apa yang sudah dikemukakan oleh

newton bahwa sebuah benda yang bergerak pada bidang tanpa gesekkan, akan bergerak dengan

kecepatan konstan. Kedua mengukur percepatan gravitasi benda, dengan menggunakan kereta

udara dimana tidak ada gesekkan atau frictionless. Dan terakhir menghitung massa benda

dengan kecepatan dan percepatan

1.2 Dasar Teori

Percobaan pertama dilakukan dengan menggunakan prinsip hukum pertama newton.

Dimana hukum newton 1 menyebutkan bahwa setiap benda akan tetap diam atau bergerak

lurus beraturan, kecuali ada resultan gaya yang tidak nol bekerja padanya. Dari hukum newton

pertama tersebut, maka kita bisa sebutkan bahwa jika tidak ada gaya yang mempengaruhi atau

resultan gaya adalah 0 maka sebuah benda yang bergerak akan memiliki kecepatan yang

konstan. Menurut persamaan hukum newton pertama yaitu :

F = 0 dimana F adalah

Dari persamaan diatas kita bisa beranggapan bahwa air track yang akan kita lakukan pada

percobaan kali ini tidak memberikan gaya apapun sehingga kereta yang berjalan di air track

akan memiliki kecepatan yang konstan.

Untuk percobaan kedua yaitu menghitung nilai percepatan gravitasi. Sebuah benda jika

dijatuhkan dan hambatan diabaikan, maka benda akan memiliki percepatan konstan yaitu g

sebesar kurang lebih 9.8 m/s. untuk menghitung langsung percepatan sangat sulit sehingga kita

bisa melakukan dengan memiringkan air track tersebut. Sehingga dapat menggunakan

persamaan

a = g.sin g =

Pada percobaan ketiga yaitu menghitung massa kereta, akan dilakukan dengan prinsip

hukum newton kedua. Dimana hukum newton 2 menyebutkan bahwa jika sebuah benda

diberikan gaya, maka benda tersebut akan memngalami percepatan yang berbanding lurus

dengan gaya yang diberikan. Dengan persamaan yaitu

F = m . a

3

Dimana m adalah massa dan a adalah percepatan. Di percobaan ketiga ini kita akan

mengaitkan massa dengan tali pada kereta yang berjalan di air track, sehingga kita dapat

mendapat persamaan

m.g T = m.a

dimana T = M . a

M adalah massa kereta

Sehingga didapat persamaan

M = (

) m

1.3 Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang diperlukan yaitu:

1 Set rel udara yang terdiri dari:

o Air track

o Kereta

o Penghalang cahaya

o Gerbang cahaya

o Benang dan beban

Jangka sorong

Neraca empat lengan

Time counter

Air blower

Stopwatch

1.4 Prosedur Kerja

Pada praktikum kali ini dilakukan 3 macam percobaan yaitu membuktikan kecepatan

konstan, menghitung massa kereta, dan menghitung percepatan konstan.

Membuktikan kecepatan konstan

Pertama yang dilakukan adalah menghitung dengan menggunakan time counter lalu

selanjutnya dengan perhitungan manual.

a) Rangkai kereta pada air track dan sambungkan masing masing kabel photogate ke

alat timer counter.

4

b) Periksa apakah air track sudah stabil atau belum.

c) Ukur lebar celah penghalang 2 jari.

d) Jalankan timer counter pada fungsi timer II.

e) Jalankan kereta dengan memantulkan ke karet yang akan dipasang di ujung air

track.

f) Hitung t1 dan t2 yang didapat dari timer counter.

g) Hitung kecepatan dengan data waktu yang sudah didapat.

Kedua adalah dengan menggunakan perhitungan manual.

a) Tetap seperti cara percobaan pertama, namun tidak menggunakan timer counter.

b) Pantulkan kereta ke karet lalu setelah kereta tersebut meluncur hitung dengan

stopwatch.

c) Hitung setiap 2 detik dan tandai jarak yang dilewati kereta pada air track.

d) Hitung kecepatan dengan jarak yang didapat.

Menghitung massa kereta

a) Susun kembali air track dengan stabil.

b) Pasangkan photo gate ke timer counter.

c) Hitung massa kereta dan 5 massa beban yang akan kita gantungkan ke kereta.

d) Kaitkan beban dengan benang pengait ke kereta.

e) Jalankan kereta dan hitung waktu yang didapat dengan fungsi acceleration pada

timer counter.

f) Ulangi langkah dari point d dengan menambahkan beban pada setiap percobaan,

sehingga didapatkan 5 kali percobaan dengan 5 massa berbeda.

g) Hitung T, W dan kita akan mendapatkan a

h) Setelah itu cari massa dan bandingkan dengan massa kereta yang sudah kita ukur

sebelumnya.

5

Tabel 1.5.1

Menghitung percepatan gravitasi

Pada percobaan ini kita juga melakukan 2 kali percobaan yaitu dengan timer counter

dan manual.

a) Susun air track dengan stabil.

b) Pasang masing masing sensor dengan benar.

c) Set timer counter ke fungsi acceleration.

d) Miringkan air track dengan menambahkan pengganjal.

e) Hitung ketinggian pengganjal.

f) Hitung panjang air track.

g) Jalankan kereta dan hitung waktu yang didapat.

h) Ulangi percobaan ini dengan menambahkan pengganjal sampai mencapai

ketinggian 4 pengganjal.

i) Bandingkan perhitungan gravitasi yg kita dapat dengan g teori.

Percobaan kedua dalam menghitung percepatan gravitasi adalah menghitung manual.

a) Susun air track dan beri pengganjal sama seperti percobaan pertama namun tidak

menggunakan timer counter.

b) Hitung dengan stopwatch saat kereta mulai meluncur selama 2 detik, namun jika

terlau cepat dapat menggunakan 1 detik.

c) Tandai jarak setiap 1 / 2 detik pada air track.

d) Bandingkan perhitungan gravitasi yg kita dapat dengan g teori.

1.5 Data Eksperimen

Percobaan kecepatan konstan

o Data percobaan kecepatan konstan dengan menggunakan timer counter.

Diketahui lebar penghalang cahaya adalah 1.11 cm

t1 (ms) t2 (ms) t (ms)

53.73 53.85 0.12

37.98 38.21 0.23

36.7 37.26 0.56

42.3 42.84 0.54

41.32 41.47 0.15

6

Percobaan h = 0.77cm Percobaan h = 1.54cm

Percobaan h = 2.31 cm Percobaan h = 3.08 cm

Tabel 1.5.2

Tabel 1.5.4

Tabel 1.5.5 Tabel 1.5.6

Tabel 1.5.7

o Data percobaan kecepatan konstan dengan perhitungan manual

s1 (cm) s2 (cm) t (s)

37 38 2

32 33 2

36.5 37 2

14.6 17.1 2

18.5 19.8 2

s1 dan s2 adalah jarak saat ditandai

Percobaan gerak dipercepat

o Percobaan dengan timer counter

t1 (ms) t2 (ms) t1-2 (s)

39.43 24.7 1.514

39.39 24.63 1.514

39.69 24.49 1.514

39.65 24.78 1.521

39.37 24.62 1.514

Tabel 1.5.3

o Percobaan perhitungan manual

h (cm) s (cm) t (S)

0.77 51.5 2

1.54 51.8 2

2.31 67.95 2

4.08 59.1 2

t1 (ms) t2 (ms) t1-2 (s)

27.66 17.22 1.058

27.44 17.17 1.053

27.61 17.14 1.057

27.67 17.15 1.060

27.69 17.25 1.061

t1 (ms) t2 (ms) t1-2 (ms)

22.34 13.92 855.9

22.41 13.95 858.7

22.13 13.9 853.3

22.36 13.93 857.2

22.54 13.86 861.3

t1 (ms) t2 (ms) t1-2(ms)

19.36 12.04 741.8

19.33 12.03 740.9

19.42 12.04 742.8

19.31 12.26 740.1

19.32 11.94 740.3

7

Tabel 1.6.1

Tabel 1.5.8

o Percobaan massa kereta

1.6 Hasil Perhitungan

Dari data data diatas diperoleh perhitungan pada setiap percobaan dengan sebagai berikut.

a) Percobaan Kecepatan Konstan

o Perhitungan dengan timer counter

=

=

Dengan r = 1,11 cm 0,0111 m

to(ms) tf(ms) T(ms) V1 (m/s) V2 (m/s) V (m/s) a (m/s2)

53,73 53,85 0,12 0,2066 0,2061 -0,0005 -0,0038

37,98 38,21 0,23 0,2923 0,2905 -0,0018 -0,0076

36,7 37,26 0,56 0,3025 0,2979 -0,0045 -0,0081

42,3 42,84 0,54 0,2624 0,2591 -0,0033 -0,0061

41,32 41,47 0,15 0,2686 0,2677 -0,0010 -0,0065

Rata Rata -0,0064

Standar Dev 0,0015

Massa Kereta (gr)

107.785 Massa Beban (gr) t1 (ms) t2 (ms) t1-2 (s)

5.12 17.93 14.34 321.5 10.02 12.48 10.18 224.3

14.92 10.53 8.597 189.5

19.82 11.58 8.556 199.1

24.72 8.449 6.879 151.9

8

Tabel 1.6.2

Tabel 1.6.3

Tabel 1.6.4

o Perhitungan manual

=

=

b) Percobaan gerak dipercepat

=

, =

, =

, =

Diketahui d = panjang air track = 86 cm dan r adalah lebar penghalang cahaya = 1.11 cm

o Saat h = 0.77 cm

t1 (ms) t2 (ms) t1-2 (s) h (cm) sin V1 (m/s) V2 (m/s) a (m/s2) g (m/s2)

39,43 24,7 1,514 0,77 0,009 0,282 0,449 0,111 12,385

39,39 24,63 1,514 0,77 0,009 0,282 0,451 0,112 12,458

39,69 24,49 1,514 0,77 0,009 0,280 0,453 0,115 12,805

39,65 24,78 1,521 0,77 0,009 0,280 0,448 0,110 12,336

39,37 24,62 1,514 0,77 0,009 0,282 0,451 0,112 12,461

Rata Rata 12,489

Kesalahan literatur : 12.489 9.80

9.80 100% = 27.44%

o Saat h = 1.54 cm

t1 (ms) t2 (ms) t1-2 (s) h (cm) sin V1 (m/s) V2 (m/s) a (m/s2) g (m/s2)

27,66 17,22 1,058 1,54 0,018 0,401 0,645 0,230 12,842

27,44 17,17 1,053 1,54 0,018 0,405 0,646 0,230 12,832

27,61 17,14 1,057 1,54 0,018 0,402 0,648 0,232 12,975

27,67 17,15 1,060 1,54 0,018 0,401 0,647 0,232 12,964

27,69 17,25 1,061 1,54 0,018 0,401 0,643 0,229 12,769

Rata Rata 12,876


9.80 100% = 31.4 %

s1 (cm) s2 (cm) t (s) V1 (m/s) V2 (m/s) V (m/s) a (m/s2)

37 38 2 0.185 0.19 0.005 0.0025

32 33 2 0.16 0.165 0.005 0.0025

36.5 37 2 0.1825 0.185 0.0025 0.00125

14.6 17.1 2 0.073 0.0855 0.0125 0.00625

18.5 19.8 2 0.0925 0.099 0.0065 0.00325

Rata rata 0.00315

StDev 0.001678

9

Tabel 1.6.5

Tabel 1.6.6

Tabel 1.6.7

Saat h = 2.31 cm

t1 (ms) t2 (ms) t1-2 (ms) h (cm) sin V1 (m/s) V2 (m/s) a (m/s2) g (m/s2)

22,34 13,92 855,9 2,31 0,027 0,497 0,797 0,351 13,073

22,41 13,95 858,7 2,31 0,027 0,495 0,796 0,350 13,023

22,13 13,9 853,3 2,31 0,027 0,502 0,799 0,348 12,957

22,36 13,93 857,2 2,31 0,027 0,496 0,797 0,350 13,048

22,54 13,86 861,3 2,31 0,027 0,492 0,801 0,358 13,331

Rata Rata 13,086


9.80 100% = 33,53 %

o Saat h = 4.08 cm

t1 (ms) t2 (ms) t1-2 (ms) h (cm) sin V1 (m/s) V2 (m/s) a (m/s2) g (m/s2)

19,36 12,04 741,8 4,08 0,047 0,573 0,922 0,470 9,905

19,33 12,03 740,9 4,08 0,047 0,574 0,923 0,470 9,914

19,42 12,04 742,8 4,08 0,047 0,572 0,922 0,472 9,942

19,31 12,26 740,1 4,08 0,047 0,575 0,905 0,447 9,414

19,32 11,94 740,3 4,08 0,047 0,575 0,930 0,480 10,111

Rata Rata 9,857


9.80 100% = 0,58 %

Rata rata dari keseluruhan percobaan : 12,489 +12,876 +13,086 +9,857

4 = 12.077 m/s2

Kesalahan literatur seluruh percobaan : 12.077 9.80

9.80 100% = 23.2 %

o Percobaan gerak dipercepat dengan cara manual

h (cm) s (cm) t (S) V m/s a (m/s2) sin G (m/s2)

0,77 51,5 2 0,258 0,129 0,0077 16,721

1,54 51,8 2 0,259 0,130 0,0154 8,409

2,31 67,95 2 0,340 0,170 0,0231 7,354

4,08 59,1 2 0,296 0,148 0,0408 3,621

Rata rata 9,026


9.80 100% = 7.9%

10

Tabel 1.6.8

c) Percobaan massa kereta

=

, =

= (

)

Diketahui massa kereta adalah 107.785, r penghalang cahaya 0,0111 m

Massa Beban t1 (ms) t2 (ms) t1-2 (ms) V1 (m/s) V2 (m/s) V (m/s) a (m/s2) M (gram)

5.12 17.93 14.34 321.5 0.619074 0.774059 0.154984 0.482067 98.96521

10.02 12.48 10.18 224.3 0.889423 1.090373 0.20095 0.895899 99.58607

14.92 10.53 8.597 189.5 1.054131 1.291148 0.237017 1.250749 101.9827

19.82 11.58 8.556 199.1 0.958549 1.297335 0.338786 1.701587 94.32991

24.72 8.449 6.879 151.9 1.313765 1.613607 0.299842 1.973941 98.00705

Rata rata 98.57419

StDev 2.495212

Kesalahan Literatur 98.57419 107.785

107.785 100% = 8.545 %

1.7 Pembahasan

Setelah melakukan 3 percobaan berbeda kita dapat membuktikan tentang hukum

newton serta dapat menghitung massa benda tidak menggunakan neraca namun dengan

melakukan perhitungan berdasarkan kecepatan dan percepatan.

Percobaan kecepatan konstan

Kita sudah melakukan percobaan dengan menggunakan timer counter dan

secara manual. Dalam percobaan dengan timer counter kita mendapat nilai yang

melambat. Walaupun melambat tetapi data yang dihasilkan tidak terlalu jauh pada

setiap percobaan. Pada setiap percobaan didapat kecepatan dan percepatan yang

hampir mendekati sehingga bisa dikatakan 5 percobaan ini memiliki kecepatan

yang konstan.

Pada percobaan dengan cara manual, juga didapat angka yang hampir sama.

Sehingga pada percobaan ini hasil yang didapatkan cukup konstan.

Percobaan gerak dipercepat

Percobaan gerak dipercepat adalah percobaan untuk membuktikan apakah

sebuah benda yang jika dijatuhkan dan hambatan diabaikan, maka benda akan

11

memiliki percepatan konstan yaitu g sebesar kurang lebih 9.8 m/s. Pada percobaan

pertama dilakukan dengan menggunakan timer counter. Kami melakukan 4 kali

percobaan dengan masing masing percobaan sebanyak 5 kali. Percobaan pertama

yaitu dengan menggunakan penambahan pengganjal setinggi 0,77 cm. Dalam

percobaan ini didapat rata rata percepatan gravitasi sebesar 12,489 m/s2. Pada

percobaan kedua dengan penambahan pengganjal sehingga setinggi 1.54 cm

didapat percepatan gravitasi sebesar 12,876 m/s2. Pada percobaan ketiga dengan

menambahkan pengganjal sehingga setinggi 2,31 cm didapat percepatan gravitasi

sebesar 13,086 m/s2. Pada percobaan keempat dengan menambahkan pengganjal

sehingga setinggi 4,08 cm didapat percepatan gravitasi sebesar 9,857 m/s2. Dari

hasil perhitungan ini hanya percobaan keempat yang memiliki error hanya 0,5%.

Jika kita rata ratakan semua hasil percobaan dan menghitung kesalahan literatur.

Didapat kesalahan sebesar 23,2 %. Angka ini cukup besar berarti dalam percobaan

ini terdapat kesalahan, misalkan seperti saat memantulkan kereta sehingga

kecepatan tidak terlalu konstan, dan perhitungan ketinggian yang dapat

mempengaruhi sin, yang berakibat ke perhitungan percepatan gravitasi.

Dalam percobaan yang dilakukan dengan manual ternyata didapat

kesalahan literatur hanya sebesar 7,9% dengan rata rata percepatan gravitasi adalah

9,026 m/s2. Angka ini tidak terlalu jauh dengan percepatan gravitasi literatur yaitu

sebesar 9.80 m/s2 sehingga dalam percobaan ini didapat percepatan yang konstan.

Jika kita bandingkan antara manual dengan menggunakan timer counter, hasil yang

didapat lebih mendekati saat melakukan perhitungan dengan cara manual.

Percobaan massa kereta

Percobaan ketiga adalah percobaan mencari massa kereta tanpa harus

menggunakan neraca, dan hanya mengandalkan percepatan dan kecepatan kereta.

Sebelum melakukan percobaan, kita melakukan pengukuran massa kereta dengan

neraca sebagai acuan. Hasil perhitungan neraca didapat sebesar 107,785 gram.

Setelah melakukan percobaan ini kami mendapatkan rata rata massa dari

pehitungan yaitu sebesar 98,574 gram. Sehingga jika kita menghitung kesalahan

literatur maka didapat kesalahan sebesar 8,545%. Angka sebesar itu masih tetap

12

dalam batas toleransi, mungkin kesalahan yang terjadi akibat adanya kesalahan

dalam menjalankan kereta ataupun kondisi air track yang tidak stabil. Serta

kesalahan dalam menghitung berat beban.

1.8 Kesimpulan

I. Pada percobaan pertama hasil yang didapat pada setiap percobaan memiliki hasil yang

tidak terlalu berbeda, sehingga bisa dikatakan perhitungan yang didapat mendapatkan

kecepatan yang konstan. Karena kecepatan yang konstan tersebut. Maka, hukum

newton I bisa dibuktikan.

II. Pada percobaan kedua angka yang didapat pada perhitungan time counter, memiliki

kesalahan literatur yang besar dan pada setiap percobaan dengan 1 sampai 3 beban

terpasang, memiliki nilai yang sangat jauh dari percepatan gravitasi. Tetapi pada saat

menghitung dengan 4 beban terpasang, didapatkan percepatan gravitasi yang hampir

mendekati, dan pada perhitungan manual juga didapat rata rata yang hampir sama

dengan percepatan gravitasi teori. Sehingga teori bahwa setiap benda yang dijatuhkan

memiliki percepatan gravitasi bisa dikatakan benar.

III. Pada percobaan ketiga, angka yang didapat hampir mendekati. Walaupun error yang

didapat 8,545% ini tetap membuktikan konsep yang ada pada hukum newton II

1.9 Saran

Dalam melakukan perhitungan manual kita harus dengan cermat menjalankan keretanya.

Kestabilan air track diperlukan, jangan sampai air track tidak stabil karena kereta bisa lebih

cepat jalannya atau menjadi lambat akibat ketidakstabilan air track.

Referensi

http://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_gerak_Newton

Modul Praktikum Fisika Dasar Surya University

lp2 che alghi alfiesta

Documents