LAPORAN RBL FISIKA

PENGEREMAN MAGNETIK

FTMD ITB 2012

Anggota :

Delfi Arisyadi (16911002)

Faiz Febrianto (16911020)

Gunawan Wibisono (16911038)

Dewantara Putra (16911206)

Kata Pengantar

Puji syukur penulis panjatkan ke hadapan Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat rahmat-

Nya penulis dapat menyelesaikan laporan ini dengan baik. Dalam laporan ini akan dijelaskan

bagaimana membuat dan mempelajari pengereman secara magnetik. Disamping itu juga

menentukan ketergantungan gaya pengereman magnetik pada jarak dan kecepatan

relatif terhadap konduktor nonmagnetik.

Penulis juga ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada para dosen pembimbing,

kedua kedua orang tua kami, dan teman-teman di fakultas teknik mesin dan dirgantara ITB atas

bantuannya baik secara moril maupun materiil dalam menyelesaikan laporan ini, penulis

berharap laporan ini mampu memberikan manfaat bagi pengembangan jembatan yang kuat dan

efisien.

Penulis menyadari laporan ini masih jauh dari sempurna, maka dari itu penulis berharap

adanya saran maupun kritik yang membangun untuk menyempurnakan karya ini.

Bandung, 2 Mei 2012

Penulis

I Latar Belakang

Seiring dengan perkembangan zaman, teknologi dalam bidang transportasi semakin maju

dan modern. Keselamatan dan keamanan dari suatu alat transportasi pun semakin dituntut untuk

lebih maju demi mengurangi risiko kecelakaan yang terjadi. Salah satu aspek penting dalam

suatu alat transportasi adalah sistem pengereman kendaraan. Rem adalah suatu alat yang

memiliki fungsi untuk menghentikan laju suatu kendaraan. Tanpa adanya kehadiran rem tentu

saja kecelakaan banyak sekali terjadi, dan tentu saja akan memakan banyak korban dan

menimbulkan kerugian. Dalam kasus ini penulis meninjau sistem pengereman pada kereta api.

Kecelakaan kereta api akhir-akhir ini semakin banyak terjadi, entah karena kelalaian

masinis yang lupa membunyikan klakson kereta saat melintasi perlintasan kereta api atau karena

kelalaian pengemudi kendaraan bermotor yang tidak mematuhi rambu-rambu lalu lintas. Penulis

ingin memanfaatkan magnet (dalam roda kereta) sebagai sistem pengaman untuk melambatkan

laju kereta api saat melewati perlintasan kereta api.

II Tujuan

1. Mempelajari sifat-sifat gaya pengereman magnetik.

2. Menentukan ketergantungan gaya pengereman magnetik pada jarak dan kecepatan relatif

terhadap konduktor nonmagnetik.

III Teori Dasar

Ketika magnet bergerak di dekat konduktor non-magnetik seperti tembaga dan

aluminum, ia akan mengalami gaya disipasi yang disebut gaya pengereman magnetik (magnetic

breaking force). Dalam eksperimen ini, kita akan menyelidiki sifat alami dari gaya ini. Gaya

pengereman magnetik bergantung pada :

• Kekuatan magnet (momen magnet µ),

• Konduktivitas konduktor (σc),

• Ukuran dan geometri magnet maupun konduktor,

• Jarak antara magnet dan permukaan konduktor (d), dan

• Kecepatan magnet relatif terhadap konduktor (v).

Pada eksperimen ini gaya pengereman magnet dianggap bergantung pada kecepatan (v)

danjarak magnet dengan aluminum (d). Secara empiris dituliskan sebagai

F =−k.dpvn

ko: Suatu konstanta bergantung µ,σc, dan geometri magnet dan konduktor yang tidak

berubahdalam experimen ini. Dimana: d : jarak dari tengah magnet ke permukaan konduktor.

v : kecepatan magnet relatif terhadap konduktor dan n : faktor pangkat (tidak harus

bulat)yang akan dicari dari eksperimen.

Prinsip dari pengereman magnetik biasa digunakan pada kereta, rem magnetik

terdirida r i s a tu a t au dua l ap i s magnet neody mium . Ketika sisi logam (biasanya

tembaga atau tembaga / aluminium alloy) lewat di antara deretan magnet, arus eddy dihasilkan

dalam sirip, yang membuat medan magnet berlawanan dengan gerak sirip. Resultan

gaya pengeremanberbanding lurus dengan kecepatan di mana sirip bergerak melalui

bagian rem. Rem adalah komponen yang sangat penting tetapi salah satu kelemahan

pengereman magnet dalam gaya eddy adalah kereta tidak pernah dapat benar-benar berhenti

kereta dalam kondisi ideal. Efek pengereman magnetik dapat dijelaskan dengan contoh

saat roda kereta melewati setiap r angka i an r em. Kecepa t an ke re t a (da l am un i t

apapun ) pada awa lnya akan men j ad i 40 , kemudian 20, 10, 5, dan seterusnya.

Hal ini kemudian sering diperlukan untuk membawa kereta berhenti sempurna

dengan paket tambahan rem sirip atau "roda kicker" dengan ban karet sederhana yang

melakukan kontak dengan kereta.

Karena magnet yang digunakan cukup kuat sehingga magnet bumi memberi torka

cukup kuat padanya. Torka ini akan memutar magnet ketika magnet menggelinding

turun,sehingga akan menimbulkan gaya gesek yang kuat dengan lintasan. Pada

percobaan torka harus diminimalkan yaitu dengan cara membuat sudut

(memiringkan) pada bidang lintasan sehingga saat magnet menggelinding pada lintasan

gaya gesek juga dapat diperkecil. Sesuai hukum III Newton, akan ada gaya aksi reaksi dengan

besar yang sama tetapi berlawanan arah dengan kerja magnet. Gaya aksi reaksi inilah dikenal

sebagai gaya pengereman magnetik. Jika jarak magnet dengan konduktor konstan, maka gaya

pengereman magnetik hanya bergantung pada kecepatan gerak magnetik. Sehingga

persamaannya menjadi.

F= −kdpvn= - k1vn

k1 adalah konstanta dalam eksperimen.

IV Alat dan Bahan

1. Magnet silinder 1 buah dengan ukuran diameter hampir 2 cm. tinggi 0,4 cm.

2. Batang aluminium 2 buah.

3. Lintasan bidang miring dengan sudut tertentu.

4. Gergaji basi.

5. Penggaris.

6. Dobletip.

7. Gunting.

V Langkah Kerja

1. Siapkan alat-alat dan bahan

1 Magnet silinder 1 buah dengan ukuran diameter hampir 2 cm. tinggi 0,4 cm.

2 Batang aluminium 2 buah.

3 Lintasan bidang miring dengan sudut tertentu.

4 Gergaji basi.

5 Penggaris.

6 Solatip..

7 Gunting.

8 Stopwatch

2 Membuat desain

3 Potong aluminium menjadi 2 bagian.

4 Gabung kedua aluminium menjadi satu dengan menggunakan solatip.

5 Letakkan-lah magnet kedalam lintasan dan amati. Pasti terjadi pengereman secara

magnetik dengan cara memperlambat gerakan magnet sedikit demi sedikit.

Setelah kurang lebih 3 detik.

Awal

Akhir

Setelah kurang lebih 1,5 detik.

Uang Logam

Magnet Silinder

6 Kita dapat juga melihat efeknya jika kita memiringkan lintasan dengan sudut yang

bervariasi.

VI Prosedur Percobaan

Percobaan 1. Ketergantungan Gaya Pada Kecepatan

Bidang lintasan yang sudah dipasang jalur lintasan diatur posisinya sehingga bidang

lintasan berada pada sudut tertentu dengan lima variasi sudut. Jarak magnet dengan konduktor

diatur pada jarak d dan tidak berubah. Untuk mendapatkan nilai kecepatan dilakukan percobaan

dengan cara menggelindingkan magnet dari ujung atas hingga akhir, saat magnet menggelinding

pada lintasan catat jarak dan waktu tempuhnya.

Percobaan 2. Ketergantungan Gaya Pada Jarak

Pada percobaan ini percobaan yang dilakukan tidak beda jauh dengan percobaan yang

pertama hanya saja pada percobaan ini sudut bidang lintasan tidak divariasikan atau tetap dengan

jarak konduktor dengan magnet divariasikan sebanyak lima kali dengan pengambilan data pada

tiap jarak magnet-konduktor sebanyak 20kali.

Hasil PengamatanTabel 4.1. Percobaan Ketergantungan Gaya pada Kecepatan.

θ± 0,5 5 10 15 20 25ln sin(θ) -2,44 -1,75 -1,35 -1,07 -0,86d±0,05(×10 -

2m)2 2 2 2 2

t ± Δt (s) 2,53±0,49

1,73±0,25 1,13±0,12 0,97±0,15

0,79±0,07

X ± 0,0005 (m)

1,22 1,22 1,22 1,22 1,22

V ± ΔV (m/s) 0,48±0,0 9 0,71±0,10

1,08±0,12 1,26± 0,19

1,54±0,14

%ketelitian 81,25% 85,91% 88,89% 84,92% 90,91%

(V)

Tabel 4.2. Percobaan Ketergantungan Gaya pada Jarak.

θ± 0,5 10 10 10 10d±0,05(×10 -

2m)2 3 4 6

t ± Δt (s) 2,38±0,16 2,32±0,15 2,26±0,11 2,07±0,15

X ± 0,0005 (m)

1,22 1,22 1,22 1,22

V ± ΔV (m/s) 0,51±0,03 0,53±0,03 0,54±0,03 0,59±0,04

%ketelitian (V)

94,12% 94,34% 94,44% 93,22%

Sumber : www.scribe.com/doc/50707469/pengereman-magnetik-sujiani

VII Rincian Dana

1. Magnet silinder @Rp.21.000 Jumlah = 1 x Rp.21.000 = Rp.21.000

2. 2 Batang Alumunium @Rp.30.000 Jumlah = 2 x Rp.30.000 = Rp.60.000

3. Doubletip @Rp.4000 Jumlah = 1 x Rp.4000 = Rp.4000

Total Jumlah = Rp 85.000

VIII Kesimpulan

Pada percobaan yang telah dilakukan dapat diketahui jika jarak magnet-konduktor tetap

sedangkan sudut bervariasi berpengaruh terhadap waktu tempuh magnet pada lintasan sehingga

memberikan pengaruh terhadap kecepatan, berdasarkan rumus makin besar kecepatannya maka

makin besar gaya pengereman magnetiknya. Sedangkan pada percobaan dengan jarak d

divariasikan menghasilkan kesimpulan makin besar jarak d maka makin cepat waktu tempuh

magnet pada lintasan.

IX Daftar Pustaka

1. HALLIDAY-RESNICK, 1985, Fisika, Penerbit Erlangga, Jakarta.

2. TIPLER, 1998, Fisika Untuk Sains dan Teknik, Penerbit Erlangga, Jakarta.

3. Serway, R. “Physics for Science & Engineers With Modern Physics” , James

Madison university Harrison Burg, Virginia, 1989.

4. Sanjaya, M. “Modul Belajar Listrik Magnet”, Universitas Islam Negeri Sunan

Gunung Djati, Bandung, 2010.

5. http://duniaguru.com/index.php?

option=com_content&task=view&id=168&Itemid=31