laporan unit 7 - sistem kesetimbangan gaya

8/18/2019 Laporan Unit 7 - Sistem Kesetimbangan Gaya

1/11

SISTEM KESETIMBANGAN GAYA

Ita Anggreni, Nurmilandari Syamsul, Nur Azizah, Syahrul

Mubarak*)

Laboratorium Fisika Dasar Jurusan Fisika FMIPA

Universitas Neeri Makassar !"#$

Abstrak% Telah dilakukan praktikum Fisika Dasar I tentang SistemKesetimbangan aya di !ab"rat"rium Fisika Dasar #urusan Fisika FakultasMatematika dan Ilmu $engetahuan Alam %ni&ersitas Negeri Makassar' Tu(uandari praktikum ini adalah untuk menyelidiki k"ndisik"ndisi kesetimbangan

statis pada sistem tuas dua lengan dan menentukan m"men gaya sistem tuasdua lengan berdasarkan prinsip kesetimbangan' $raktikum ini dilakukandengan mengamati k"ndisi yang berbeda'Setiap k"ndisi yang diamatitersebut dihitung dengan persamaan τ = w × L lalu dari hasi tersebut di+ariτtotal atau Ʃτ = τ1 + τ2 + τ3. Dari kelima hasil pengamatan yang dilakukan,semua k"ndisi dapat dikatakan memenuhi dan mendekati te"ri yaitu Ʃτ = 0,sehingga dapat dikatakan per+"baan kali ini lumayan baik'

Kata Kun&i ' !engan gaya, lengan beban, kesetimbangan, gaya

(UMUSAN MASALA)

1. Bagaimana kondisi kesetimbangan statis pada sitem tuas dua lengan?

2. Berapa momen gaya sistem tuas dua lengan berdasarkan prinsip kesetimbangan?

TUJUAN

1. Menyelidiki kondisi-kondisi kesetimbangan statis pada sistem tuas dua lengan

2. Menentukan momen gaya sistem tuas dua lengan berdasarkan prinsip

kesetimbangan

TE*(I SINGKAT

Benda-benda dalam pengalaman kita palig tidak memiliki satu gaya yang bekerja

pada mereka (gravitasi), dan jika benda-bendatersebut dalam keadaan diam, maka pasti

ada gaya lainyang juga bekerja sehingga gaya total menjadi nol. ebuah benda diam di

atas meja, misalnya, mempunyai dua gaya yang bekerja padanya, gaya gravitasi ke

ba!ah dan gaya normal yang diberikan meja ke atas pada benda tersebut. "arena gaya

total nol, gaya ke atas yang diberikan oleh meja harus sama besarnyadengan gaya

gravitasi yang bekerja ke ba!ah. Benda seperti itu dikatakan berada dalam keadaan

setimbang (e#uilibrium$ bahasa latin untuk %gaya-gaya yang sama& atau

%kesetimbangan&) di ba!ah pengaruh kedua gaya ini.

'da 2 jenis kesetimbangan yaitu, kesetimbangan statis dan kesetimbangan dinamis.

"esetimbangan statis adalah kesetimbangan ketika benda diam. edangkan


2/11

kesetimbangan dinamis adalah kesetimbangan ketika benda bergerak dengan keepatan

tetap. ada praktikum kali ini, hanya kesetimbangan statis yang diuji. yarat

kesetimbangan statis ada dua yaitu$

1. 'gar sebuah benda diam, jumlah gaya yang bekerja padanya harus sama dengan nol

ΣF x = 0, ΣF y = 0, ΣF z = 0 .... (1)

2. yarat kedua adalah jumlah momen gayanya sama dengan nol

Στ = 0 .... (2)

METODE EKSPERIMEN

A+at ,an Ba-an1. 2 buah kaki stati*

2. 2 buah batang stati* pendek

+. 1 buag batang stati* panjang

. 1 buah balok pendukung

. 1 buah neraa pegas 1,

/. + buah beban 0 gram

. 1 buah steker poros

. 1 buah tuas

I,enti.kasi /ariabe+

' -ariabel K"ntr"l . massa beban /gram)0' -ariabel Manipulasi . lengan beban, lengan gaya /+m)1' -ariabel 2esp"n . gaya F /N)

De.nisi *0erasiona+ /ariabe+

' -ariabel K"ntr"lMassa beban adalah massa benda yang digunakan pada praktikum

yang diletakkan pada sebelah kanan p"r"s tuas dengan satuan

gram

0' -ariabel Manipulasi• !engan beban adalah (arak beban dari titik p"r"s tuas dengan

satuan +m• !engan gaya adalah (arak penempatan nera+a pegas dari titik

p"r"s tuas dengan satuan +m1' -ariabel 2esp"n

aya adalah besarnya penun(ukan pada nera+a pegas setelah

ditarik hingga ter(adi p"sisi kesetimbangan dengan satuan Ne3t"n

Prose,ur Ker1a


3/11

$ertama, mengumpulkan seluruh peralatan yang akan digunakan'Selan(utnya, merangkai alatalat tersebut seperti pada gambar di

ba3ah'

ambar ' Susunan alatalat setelah dirangkai

Kemudian memasang tuas dua lengan pada steker p"r"s, lalumemasang steker p"r"s pada bal"k pendukung, serta memasang bal"kpendukung pada u(ung atas batang stati4' Kemudian, mengaturkesetimbangan tuas agar anak panah tepat menun(uk &ertikal keba3ah' Selan(utnya, memasang beban m1 pada p"sisi 5 dan beban m2pada p"sisi 6 masingmasing di sebelah kanan titik pusat tuas'Masingmasing pan(ang lengan beban di+atat masingmasing sebagai

L1 dan L2' Kemudian, memasang nera+a pegas pada p"sisi 6 disebelah kiri titik pusat tuas dan da+atat sebagai Lf ' Kemudian, menariknera+a pegas hingga ter(adi kesetimbangan dan memba+a penun(ukannera+a pegas tersebut' Terakhir adalah memanipulasi p"sisi m2 dannera+a pegas hingga diper"leh data, lalu kemudian menarik nera+apegas hingga ter(adi kesetimbangan lalu memba+a penun(ukan nera+apegas tersebut'

)ASIL DAN ANALISIS

)asi+ Penamatan

w1 7 86,6 ± 6,68N

w2 7 8,66 ± 6,68N

Tabe+ #% 9ubungan antara lengan beban, lengan gaya, dan gaya F

No

Lenan

beban # L1

2&m3

Lenan

beban ! L2

2&m3

Lenan a4a

Lf 2&m3

Ga4a 0eas

F 2N3


4/11

8:,66 ± 6,68 8,66 ± 6,68 8,66 ± 6,68 8, ± 6,68

0 8:,66 ± 6,68 8:,6 ± 6,68 81,6 ± 6,68 8,56 ± 6,681 8:,66 ± 6,68 81,6 ± 6,68 8:,6 ± 6,68 86,; ± 6,68

5 8:,66 ± 6,68 80,66 ± 6,68 86,6 ± 6,68 8,56 ± 6,68

8:,66 ± 6,68 86,6 ± 6,68 8;,66 ± 6,68 8,5 ± 6,68

Ana+isis Data

Menghitung m"men gaya

τ 7

w×L

∆τ 7 │∂τ∂w

│∆w+│∂τ∂L

│∆L

7 │L│∆w + │w│∆L∆τ τ 7

│LwL

│∆w+│ wwL

│∆L

7 │∆ww │+│∆ L

L │

∆τ 7 {│∆ww │+│

∆LL │}τ

KR 7∆ττ ×100%

τtotal7 τ1 + τ2 - τ3' $er+"baan

a' M"men gaya "leh beban w1τ 7 w×L

7 6,6 × :,66

7 1,66 N +m ∆τ 7 {│0,050,50 │+│

0,056,00

│}3,007 6,10 N +m

KR 70,3253,00

×100%

7 6,


5/11

τ 7 w×L

7 ,66×

,667 ,66 N +m

∆τ 7 {│0,051,00 │+│0,0515,00

│}15,007 6,< N +m

KR 70,815,00

×100%

7 ,11= (3 AB)τ 7 8,6 ± 6,6


6/11

τ 7 81,6 ± 6,18× 60 N mb' M"men gaya "leh beban w2

τ 7 w×L

7 ,66 × :,67 :,6 N +m

∆τ 7 {│0,051,00 │+│0,0516,50

│}16,507 6, N +m

KR 70,87516,50

×100%

7 ,1= (3 AB)τ 7 8,: ± 6,6;8× 6 N +mτ 7 8,: ± 6,6;8× 6 N m

+' M"men gaya "leh gaya F

τ 7 w×L

7 ,56 × 1,67 5 N +m

KR 70,74518,90

×100%

7 1,;5= (3 AB)τ 7 8,8× 6 N +mτ 7 8,8× 6 N m

τtotal7 τ1 + τ2 - τ37 /1,66 ? :,6 @


7/11

7 6, N +m

∆τ 7 {│0,050,95 │+│0,0516,50

│}15,6757 6,0 N +m

KR 70,872515,675

×100%

7 ,>= (3 AB)τ 7 8,> ± 6,6;8× 6 N +mτ 7 8,> ± 6,6;8× 6 N m

τtotal7 τ1 + τ2 - τ37 /1,66 ? 1,6 @ ,:>) × 60 N m0

7 6,


8/11

KR 70,3253,00

×100%

7 6,6 N +m

∆τ 7 {│0,051,40 │+│ 0,0510,50 │}14,707 6,; N +m

KR 70,59514,70

×100%

7 5,6= (3 AB)τ 7 8,5> ± 6,6:8× 6 N +mτ 7 8,5> ± 6,6:8× 6 N m

τtotal7 τ1 + τ2 - τ37 /1,66 ? 0,66 @ 5,>6) × 60 N m0

7 6,16 × 60 N m' $er+"baan

a' M"men gaya "leh beban w1τ 7 w×L

7 6,6 × :,667 1,66 N +m

∆τ 7 {│0,050,50 │+│0,056,00

│}3,00


9/11

7 6,10 N +m

KR 7

0,325

3,00 ×100%

7 6,


10/11

ada praktikum, dilakukan pengamatan terhadap tuas dua lengan yang telah diberi

2 beban di sebelah kanan poros tuas masing-masing 0 gram dan 100 gram, kemudian

ditarik menggunakan neraa pegas dengan gaya sebesar F . 'gar berada pada posisi

setimbang, maka besar torsi di sebelah kiri maupun kanan poros harus sama.

4ntuk setiap kegiatan, beban w1 dan w2 diletakkan di sebelah kanan poros tuas dua

lengan dan diseimbangkan oleh gaya F dengan lengan gaya di sebelah kiri poros tuas dua

lengan. ada kegiatan pertama, beban w1 dan w2 diletakkan masing-masing / m dan 1

m dari poros tuas dua lengan, kemudian diseimbangkan oleh gaya sebesar 1,1

dengan lengan gaya 1 m. "emudian pada kegiatan kedua, beban w1 dan w2 diletakkan

masing-masing / m dan 1/, m dari poros tuas dua lengan, kemudian diseimbangkan

oleh gaya sebesar 1,+ dengan lengan gaya 1+, m. ada kegiatan ketiga, beban w1 dan

w2 diletakkan masing-masing / m dan 1+, m dari poros tuas dua lengan, kemudian

diseimbangkan oleh gaya sebesar 0, dengan lengan gaya 1/, m. elanjutnya pada

kegiatan keempat, beban w1 dan w2 diletakkan masing-masing / m dan 12 m dari poros

tuas dua lengan, kemudian diseimbangkan oleh gaya sebesar 1,+ dengan lengan gaya

10, m. 5erakhir, pada kegiatan kelima beban w1 dan w2 diletakkan masing-masing / m

dan 10, m dari poros tuas dua lengan, kemudian diseimbangkan oleh gaya sebesar 1,+

dengan lengan gaya 10, m.4ntuk menghitung torsi pada masing-masing beban dan neraa pegas 1,

digunakan persamaan yang sama, yaitu τ = w L, dimana w adalah besarnya gaya yang

bekerja dan L adalah lengan gaya. ada setiap perobaan, τtotal dapat diper"leh

dengan menggunakan persamaan τ total 5 τ 1 + τ 2 - τ 3, dimana

untuk memper"leh nilai τ digunakan persamaan τ 1 7 w1 × L1, τ2 7 w2 ×

L2, serta τ3 7 F × Lf ' ada perobaan pertama diperoleh τ total 6 0, × 10-2 m,

perobaan kedua diperoleh τ total 6 0,/ × 10-2 m, perobaan ketiga diperoleh τ total 6 0,2

× 10-2 m, perobaan keempat diperoleh τ total 6 0,+0 × 10-2 m, serta perobaan kelima

diperoleh τ total 6 0, × 10-2 m. etiap nilai dari τ total yang diperoleh pada perobaan

pertama sampai perobaan kelima jika dibulatkan akan menjadi nol. 'rtinya bah!a pada

tuas dua lengan terjadi keadaan kesetimbangan statis antara gaya yang bekerja di sebelah

kiri maupun kanan poros tuas, meskipun nilainya tidak pas nol, tapi mendekati nol.

7ari data yang diperoleh tersebut, maka dapat diketahui bah!a pada setiap

perobaan menunjukkan keadaan setimbang antara gaya di sebelah kiri dan kanan. 5etapi,

seharusnya jika keadaan benar-benar setimbang, maka nilai τ total harus benar-benar nol.


11/11

8leh karena itu, kita kembali lagi melihat bah!a setiap perobaan dapat saja terjadi

kesalahan, baik itu karena kesalahan alat misalnya tuas dua lengan yang tidak seimbang

ataupun karena kesalahan praktikan yang kurang teliti dalam membaa penunjukan skala

pada alat ukur yang digunakan.

SIMPULAN

7ari perobaan yang telah dilakukan, maka dapat ditarik kesimpulan bah!a

kesetimbangan gaya suatu sistem, nilai torsinya harus sama dengan nol. 'tau dengan kata

lain, sistem akan seimbang jika setiap sisi memiliki momen gaya jika dijumlahkan sama

dengan nol. 4ntuk lengan di sebelah kiri bernilai minus jika dijumlahkan karena arahnya

berla!anan arah jarum jam.

REFERENSI

91:;alliday, 7avid dan akarta$ rlangga

laporan unit 7 - sistem kesetimbangan gaya

Documents