JURNAL PRAKTIKUM

GERAK LURUS BERATURAN DAN GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN

ANGGI YUNIAR PUTRI

1301154492

KELOMPOK IF2B

LABORATORIUM FISIKA DASAR

PROGRAM PERKULIAHAN DASAR DAN UMUM

UNIVERSITAS TELKOM

2015-2016

GERAK LURUS BERATURAN DAN BERUBAH BERATURAN

I. TUJUAN

1. Mempelajari Gerak Lurus Beraturan (GLB) dan Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

menggunakan pesawat attwood.

2. Menentukan momen inersia roda katrol pada pesawat attwood.

II. ALAT –ALAT

1. Pesawat Attwood lengkap

Tiang berskala

Katrol dan tali

Dua (2) bebas bermassa

2 Beban tambahan

Penjepit beban

Penyangkut beban

Landasan akhir

2. Jangka sorong

3. Stopwatch

4. Neraca teknis lengkap

III. TEORI DASAR

Hukum I Newton menyatakan bahwa, jika resultan gaya yang bekerja pada suatu system

(benda) sama dengan nol, maka system dalam keadaan setimbang, artinya benda tersebut akan

Bergerak Lurus Beraturan (GLB). Pada hokum II Newton, disimpulkan bahwa:

1. Arah percepatan benda sama dengan arah resultan gaya yang bekerja pada benda.

2. Besarnya percepatan sebanding gayanya

3. Bila ada gaya bekerja pada benda maka benda mengalami percepatan, sebaliknya bila

benda mengalami percepatan tentu ada gaya penyebabnya.

Untuk percepatan (a) yang tetap/konstan, maka berlaku persamaan gerak yang disebut sebagai

gerak lurus berubah beraturan sebagai berikut :

x = x0 + v0 + t + ½ at2 dengan a = F/m

Jadi, GLB adalah gerak benda pada lintasan lurus dengan kecepatan tetap tanpa ada

percepatan dan GLBB adalah gerak benda pada lintasan lurus dengan percepatan atau

perlambatan tetap.

Grafik GLB

S V

T t

Grafik s terhadapt Grafik v terhadap t

Grafik GLBB

v (m/s) V

V0

t(s) t

Grafik v terhadap t Grafik v terhadap t dengan v0

s (m) a

pecepatan

t (s) waktu t

Grafik s terhadap t Grafik a terhadap t

Momen inersia adalah ukuran kelembaman suatu benda untuk berotasi terhadap

porosnya, Momen Inersia (I) suatu benda terhadap poros tertentu besarnya sebanding dengan

massa benda tersebut dan sebanding dengan kuadrat dari jarak benda terhadap poros.

I ~ m

I ~ r2

Untuk katrol dengan beban seperti pada gambar 1 maka berlaku persamaan:

Sehingga berlaku persamaan:

a = _______m3g_______

m1 + m2 + m3 + ½

R

Dengan :

a = percepatan gerak beban (m/s2)

m = massa beban ( kg)

l = momen inersia katrol ( kg m2)

r = jari jari katrol (m)

g = percepatan gravitasi ( m / s2)

IV. PENGOLAHAN DATA

Tentukan Data-data awal berikut :

Data massa beban dan jari-jari katrol

m1 ± ∆ m1 = 78,1 ± 0,005 gram

m2 ± ∆ m2 = 78,1 ± 0,005 gram

m3 ± ∆ m3 = 4 ± 0,005 gram. (beban tambahan 1)

m4 ± ∆ m4 = 2 ± 0,005 gram. (beban tambahan 2)

R ± ∆R = 6,466 ± 0,001 cm.

Cara mencari ∆ m = ½ . 0,01

= 0,005

Cara mencari ∆ R = ½ . 0,002

= 0,001

r = jari-jari

d = 12,9 + 0,032

12,932 ½

Jadi r = 6, 466

Table Data Pengamatan Gerak Lurus Berubah Beraturan

No. Dengan 1 beban tambahan Dengan 2 beban tambahan

Jarak AB TAB Jarak AB TAB

1. 0,15 m 1,31 s 0,15 m 0,83 s

2. 0,20 m 1,41 s 0,20 m 1,01 s

3. 0,25 m 1,66 s 0,25 m 1,12 s

4. 0,30 m 1,95 s 0,30 m 1,28 s

Cara mencari percepatan S = S0 + V0 t + ½ a t2

0 0

S = a ½ t2

x b y

Dengan 1 Beban Tambahan

No. X Y x2 y2 Xy

1. 0,15 0,8580 0,0225 0,7361 0,1287

2. 0,20 0,9940 0,04 0,9880 0,1988

3. 0,25 1,3778 0,0625 1,8983 0,3444

4 0,30 1,9012 0,09 3,6145 0,5703

∑ 0,9 5,131 0,215 7,2369 1,2422

a = percepatan

n = banyak percobaan

y = t2 : 2

s = ½ a t2

b = N ∑ (xy) - ∑x - ∑y

N ∑ x2 - (∑x)2

= 4 (1,2422) – (0,9)(5,131)

4 (0,215) – (0,9)2

= 4,9688 – 4,6179

0,86 – 0,81

= 0,3509

0,05

b = 7,018

∆y2 = ½ ∑y2 - ∑x2 (∑y)2 – 2 ∑x ∑y ∑(xy) + N (∑xy)2

N ∑ x2 - (∑x)2

= ½ 7,2369 - 0,215 (5,131)2 – 2 (0,9) (5,131) (1,2422) + 4 (1,2422)2

4 (0,215) (0,9)2

= ½ 7,2369 - 0.215 ( 26,3271) – 11,4727 + 6,1722

0,86 – 0,81

= ½ 7,2369 - 5,6603 – 11,4727 + 6,1722

0,05

= ½ 7,2369 - 0,3598

0,05

= ½ ( 7,2369 - 7,196 )

= ½ ( 0,0409 )

∆y2 = √0,02045

∆y = 0,1430034965

= 0,1430

∆b = ∆y N

√ N ∑x2 – (∑x)2

= 0,1430 4

√ 4 (0,215) – (0,9)2

= 0,1430 4

√ 0,86 – 0,81

= 0,1430 4

√ 0,05

= 0,1430 √ 80

= 0,1430 ( 8,9442)

= 1,2790206

∆b = 1,2790

Pelaporan b ± ∆b = 7,018 ± 1,2790 m/s2

TK = 1 - ∆b x 100%

b

= 1 - 1, 2790 x 100%

7,018

= ( 1 – 1,82245654 ) x 100%

= ( 1 – 1,8224) x 100%

= 0,8224 x 100%

= 82,24%

Dengan 2 Beban Tambahan

No. X Y x2 y2 xy

1. 0,15 0,34445 0,0225 0,1186 0,0516

2. 0,20 0,51005 0,04 0,2601 0,102

3. 0,25 0,6272 0,0625 0,3933 0,1568

4 0,30 0,8192 0,09 0,6710 0,2457

∑ 0,9 2,3009 0,215 1,443 0,5561

b = N ∑ (xy) - ∑x - ∑y

N ∑ x2 - (∑x)2

= 4 (0,5561) – (0,9)(2,3009)

4 (0,215) – (0,9)2

= 2,2244 – 2,07081

0,86 – 0,81

= 0,15359

0,05

b = 3,0718

∆y2 = ½ ∑y2 - ∑x2 (∑y)2 – 2 ∑x ∑y ∑(xy) + N (∑xy)2

N ∑ x2 - (∑x)2

= ½ 1,433 - 0,215 (2,3009)2 – 2 (0,9) (2,3009) (0,5561) + 4 (0,5561)2

4 (0,215) (0,9)2

= ½ 1,433 - 0.215 ( 5,2941) – 2,3031 + 4 (0,3092)

0,86 – 0,81

= ½ 1,433 - 1,1382 – 2,3031 + 1,2369

0,05

= ½ 1,433 - 0,072

0,05

= ½ ( 1,443 - 1,44 )

= ½ ( 0,003 )

∆y2 = √0,0015

∆y = 0,0387

∆b = ∆y N

√ N ∑x2 – (∑x)2

= 0,0387 4

√ 4 (0,215) – (0,9)2

= 0,0387 4

√ 0,86 – 0,81

= 0,0387 4

√ 0,05

= 0,0387 √ 80

= 0,0387 ( 8,9442)

= 0,34614054

∆b = 0,3461

Pelaporan b ± ∆b = 3,0718 ± 0,3461 m/s2

TK = 1 - ∆b x 100%

b

= 1 - 0,3461 x 100%

3,0718

= ( 1 – 0,1126 ) x 100%

= ( 0,8874) x 100%

= 88,74%

Momen Inersia (I)

a 1 ? a2 ?

I = m . r2

I1 = m3. g - m1 – m2 – m3 r2

a

I1= 0,004 . 9,78 - 78,1 – 78,1 – 0,004 6,4662

7,018

= 0,03912 - 78,1 – 78,1 – 0,004 41,8091

7,018

= [-156,1985] 41,8091

= 156,1985 . 41,8091

= 6530,5232

I2 = ( m3 + m4 ) g -- m1 – m2 – m3 – m4 r2

a2

I2 = ( 0,004 + 0,002 ) 9,78 - 78,1 – 78,1 – 0,004 – 0,002 6,4662

1,443

= 0,006 . 9,78 - 78,1 – 78,1 – 0,004- 0,002 41,8091

1,443

= 0,05868 - 78,1 – 78,1 – 0,004- 0,002 41,8091

1,443

= [0,0406 - 78,1 – 78,1 – 0,004- 0,002] 41,8091

= [-156,1654] 41,8091

= 156,1654 . 41,8091

= 6529,1348

I rata-rata = 6530,5232 + 6529,1348 = 13059,658 = 6529,829

2 2

∆I Maks [ I - I1 ] = [ 6529,829 – 6530,5232]

= [- 0,6942] = 0,6942

[ I – I2 ] = [ 6529,829 – 6529,1348]

= [ 0,6942] = 0,6942

Diketahui

I = m . r2

g = 9,78

d = 12,9 + 0,032

12,932 = 6,466

2

Jadi r = 6,466

a = percepatan

a1 = 7,018

a2 = 1,443

Pelaporan { I ± Imaks} = { 6529,829 ± 0,6942} kg m2

TK = 1 – 0,6942 x 100%

6529,829

= 1 – 0,0001063121255.. x 100%

= 0,9999 x 100%

= 99,99%

Grafik table GLBB 1. Grafik a terhadap t

a

percepatan

7,018

1,31 1,41 1,66 1,95 t

Grafik table GLBB 2. Grafik a terhadap t

a

percepatan

1.443

0,83 1,01 1,12 1,28 t

Table Data Pengamatan Gerak Lurus Beraturan

No. Jarak BC T BC

1. 0,10 m 0,26 s

2. 0,15 m 0,36 s

3. 0,20 m 0,53 s

4. 0,25 m 0,73 s

Mencari kecepatan rata-rata v = s / t

s = v . t

x b y

No. X Y x2 y2 Xy

1. 0,10 0,26 0,01 0,0676 0,026

2. 0,15 0,36 0,0225 0,1296 0,054

3. 0,20 0,53 0,04 0,2809 0,106

4 0,25 0,73 0,0625 0,5329 0,1825

∑ 0,7 1,88 0,135 1,011 0,3685

b = N ∑ (xy) - ∑x - ∑y

N ∑ x2 - (∑x)2

= 4 (0,3685) – (0,7)(1,88)

4 (0,135) – (0,7)2

= 1,474 – 1,316

1,54 – 0,49

= 0,158

0,05

b = 3,16

∆y2 = ½ ∑y2 - ∑x2 (∑y)2 – 2 ∑x ∑y ∑(xy) + N (∑xy)2

N ∑ x2 - (∑x)2

= ½ 1,011 - 0,135 (1,88)2 – 2 (0,7) (1,88) (0,3685) + 4 (0,3685)2

4 (0,135) (0,7)2

= ½ 1,011 - 0.135 ( 3,5344) – 0,969892 + 0,543169

0,54 – 0,49

= ½ 1,011 - 0,477144 – 0,969892 + 0,543169

0,05

= ½ 1,011 - 0,050421

0,05

= ½ ( 1,011 - 1,00842 )

= ½ ( 0,00258 )

∆y2 = √0,00129

∆y = 0,03591656999

= 0,0359

∆b = ∆y N

√ N ∑x2 – (∑x)2

= 0,0359 4

√ 4 (0,135) – (0,7)2

= 0,0359 4

√ 0,54 – 0,49

= 0,0359 4

√ 0,05

= 0,0359 √80

= 0,0359 ( 8,944)

= 0,3210896

∆b = 0,3210

Pelaporan b ± ∆b = 3,16 ± 0,3210 m/s2

TK = 1 - ∆b x 100%

b

= 1 - 0,3210 x 100%

3,16

= ( 1 – 0,1016106329 ) x 100%

= ( 1 – 0,1016 ) x 100%

= 0,8984 x 100%

= 89,84%

Grafik GLB, grafik v terhadap t

v

kecepatan

3,16

0,26 0,36 0,53 0,73 t

V. ANALISA

1. Lakukan analisa apakah gerak tersebut benar-benar beraturan mengingat ketilitian alat-alat

yang anda gunakan

Jika melihat grafik akan terlihat bahwa gerak-gerak tersebut terjadi secara beraturan

2. Jelaskan kekurangan-kekurangan yang ada pada percobaan yang dilakukan dan jelaskan

pula pengaruhnya dalam percobaan

Pesawat attwood harus berada dalam keadaan tidak bergerak sedikitpun, karena akan

sangat mempengaruhi waktu. Dimana beban tidak akan tepat jatuh di celah

penyangkut

3. Jika beban tambahan ditambah lagi, jelaskan pengaruhnya pada percepatan dan kecepatan

benda

Jika massa benda ditambah maka kecepatan dari benda tersebut juga akan bertambah

karena massa dan kecepatan berbanding lurus berbeda dengan percepatan yang

apabila massa benda ditambah maka percepatan semakin rendah karena mereka saling

berbanding terbalik.

4. Dari hasil pengamatan anda, apakah Hukum Newton II benar-benar berlaku, jelaskan

jawaban anda

Hukum II Newton berlaku disini karena terlihat bahwa percepatan berbanding lurus

dengan gayanya dan berbanding terbalik dengan massanya.

5. Jelaskan pengaruh momen inersia (I) pada percobaan anda

Dengan adanya momen inersia. Maka akan berpengaruh pada percobaa, yaitu bila dua

buah partikel berinteraksi. Maka dikatakan bahwa tiap partikel mengerjakan gaya

pada benda lain. Menurut Newton, laju perubahan momentum pada sebuah partikel

merupakan ukuran sebuah gaya yang bekerja padanya. Momen inersia berpengaruh

karena hasil percepatan yang diperoleh sesuai dengan hokum 2 newton yaitu massa

secara kuantitatif. Memperlihatkan antara gaya gerak dengan gaya benda secara

kuantitatif.

6. Bagaimana pengaruh perubahan massa beban terhadap nilai momen inersia

Momen inersia sangat berpengaruh pada massa. Percepatan gerak benda, jari-jari

katrol, dan percepatan gravitasi bumi. Jika momen inersianya besar maka massa yang

dimiliki benda juga pasti besar, karena saling berbanding lurus.

7. Adakah cara yang lain untuk menentukan nilai momen inersia katrol

Cara untuk menentukan momen inersia katrol dengan menggunakan momen torsi

yaitu ∑Ʈ = la

Tugas Screen Shoot pada blog http://anggiyuniarputri.student.telkomuniversity.ac.id/