MU01 Pewaktu Ketik1. TUJuanPercobaan

Setelah melakukan percobaan Ini Anda diharapkan dapat menggunaan pewaktu ketik untukmenganalisis gerak.

2. Alai dan Bahan

No. Katalog Namaalet JmlFME51.40 Pewaktu kellk 1FME69 Pita ketik 1KKW 71 Jam henU 1

KAJ60 Catu daya 1

NQ. Kahillog Nama alat JmlKertas manila 1

GLA016 lem kertas 1KAL 99/1()'()25 Kabel penghubung 25 em, 1

I-lUamKAL 99120-025 Kabel penghubung 25 em, 1

Mef8h

3. Penganlar dan Perslapan Percobaan

Pewaktu kelik adalah alat untuk mengukur selang waktu dan sekaliqus mengukur jarak tempuh bendayang ditempell pita ketik yang dilewatkan metatul pewaktu kalik. Pewaktu kelik yang akan dlgunakanadalah sepertl terlihat pada Gambar 1,1(a). Jika alat tersebul dihubungkan dengan sumber teganganyang sesuai (catu daya 50 Hz AC dengan tegangan 6-12V), bilah logam akan bergetar. Pada ujungbebas bOahtogam ada sebuah "palu' kecil, Pada waktu bilsh logam bergetar, palu ini'akan memukul-mukul kertas karbon berbentuk lingkaran Secara teratur, OJbawah kertas karbon dllewatkan pita ketikyang ditarik oleh benda yang bergerak, ntik-titik ketikan yang dihasilkankan pada pita ketik memiliki [arakselang waklu yang sarna, satu lilik ketikan merupakan satu kali gelaran. Selang waktu antara dua titikkeUkan yang berurutan adalah kira-kira 1/50 (0,02) deUk, Oi daJam percobaan ini, selang waktu inldisebut "ketik', Selanjutnya kita akan menyebut setang waktu 5 ketik, atau 10kaHil,dan seterusnya.

Untuk menyelidiki gerak sebuah benda, pitaketlk dimasukkan di bawah kertas karbonmetalui cetan pemandu pita. Salah satuuJung dipegang atau dltempelkan padabenda yang bergerak. KeUka bendabergerak dan pewaktu ketik diJalankan,pada plta ketik akan dlhasllkan sederetantitik-titik. Jarak antara dua Utlk tergantungpada laju benda. Semakin cepat bendabergerak, sernakln besar jarak antara duaUtik,Titik ketikan pada pita keUkseperti padaGambar 1.1 (b), nUk keUkan pada gambartarsabut mamperiihatkan bahwa gerakbenda adatah gerak dipercepal

02

(.)

...fbi

Gambar 1.1

Laju pada saat tertentu (atau laJu sesaat) dapat dldefinlslkan sebagai perbandlngan As Oarak tempuh)dengan t;I (salang waktu selamajarak yang ditempuh),jika t eukup keeil, mendekati nol. Karena setang

waktu antara dua tiUkkeUkan adalah kira-kira 0,02 detlk,jarakantara dua titik dapatdjanggap sebagai

pendekatan lalu sesaat pada selal19 tersebut. Dengan menggunakan beberapa tiUk ketikan, misalnya 5

titik keUkan atau 10 Utik ketikan, jaraknya akan cukup baik digunakan sebagai laju sesaal (SebenamyaJarak Ini adalall laJu rata-rata dalam selang waktu tersebut, telapl jarak inl sudah eukup balk sebagaipendekatan laju sesaat pada selang waktu Itu).

Bapakllbu guruAnda akan memperlihatl<an leblh lelas cars menggunakan pewaktu ketlk.

Pewaktu ketik yang akan dlgunakan dapat dijepitkan pada rei presisi. Jepitkanlah pewaktu keUk pada reipresisi. Pasang rei dan pewaktu ketlk pada rneja percobaan sedemlkian sehlngga Anda dapat bergerakagak leluasa di sekitarnya.

Tempalkan eatu daya dldekat pewaklu keUk. Catu daya dalarn keadaan OFF. Hubungkan catu dayake stopkontak uta rna.

4. Langkah-Iangkah Percobaan

Menentukan interval waktu antara titik ketikan

a. Masukkan pita ketik clengan panjang klra-kira 2 m ke datam celah pemandu. danlew atkan pita ketik di bawah kertas karbon.

b. Pegang satan satu ujung pita ketik (Gam bar1.2) dan siapkan jam henti untuk mengukurwaktu (Jika Anda bekelja berpasanqan,seorang mengukur waktu dan yang lainmenggerakkan pita ketlk).

C. Hldupkan catu daya, bersamaan denganmenekan lombol jam henti tank pita kelikmenJauhi pewaktu keUk.

d. Pada saat uJung lain pita kellk rnelewatl Gambar 1.2pewaktu ketik, takan lagilombol jam henti.

e. Baca selang waktu yang ditunjukkan oleh jam henti. Namakan selang waklu ini t.Tuliskan nilai fyangdidapat pada baris dl bawah Int.

t= ..... s

1. Hitung jumlah titlk ketikan dl sepanjang pila ketik. Abaikan tilik-titik ketikan yang saling Ondih yangterdapatdi awalgerak pita. Namakan jumlah ketikan fnf n dan tulis nilal n pada baris dl bawah int

n= ......

03

". ~. . . . ~ , :. . KINEMATlxA DAN DINAMIKA' ... .. ... - ... - , "

g. Hitung salang waktu antara due btlk ketikan (ndengat'lll'lllOgguneilan _maanhitungan pada baris dl bawah inI.

Cetathasil

T· ......s

Anda saksikan bahwa selang waktu antara dua tJ:lk '<eIll<an -. sangal Songkat ya.IU daJam O<deO.02detik.

Menganalisls gorak

Bile Anda ingln mendapat gambaran tentang Janis gerak sebuah bencIa buaUah agar bend a tersebulmenank p,ta ket,k pada waktu pewaktu keblt sedang bel<ec)a PaIa ~b-Il:lltpada pita clapal dianahslssehlngga memberikan gambaran tentong jenis gerak yang teIah d~akukan oenda

Selid.kilah gerak ketika Anda berjalan kemudlan diilwti dongan ber1an (jangan terlalu cepatl). Adabaiknya Anda beke~a berpasangan. satu orang bergerak dan yang Ia nmeogukurwalktu.

a. Pasang pewaktu ketlk dan calu daye di lempal yang be ~ sehtngga paoa ssal Anda barjalan danberiari sambrl menank pita ketik gerak Anda tidak lerganggu.

b. Pasang 2 m pile ketik pada pewaktu ketik. Atur pita ket.ksedemlkian sehlngga ujung yang akanAndatank terletak dldekat pewaktu ketik

c. Hidupkan calu daya. Mulailah be~alan sejauh dua langltah kemuaran berlan. dan setanJutnyakurengi laju lerl sam pal soluruh pita kelik melewaU pewa~tu kellk

o. Penksa pole bIlk ketikan dan yakinkan behwa semua !l;ik ~erltan yang tercetak cukup jelas. Jlkalidak, ulangllagl percobaan itu (Ganli kertas karbon yang baru.,ka kertas kartKln sudah bdak cukupbalk lagl dalam menoetak hasil keUkan).

e. Penksa lagl hasil katikan pada pota kebl< dan ana iSislah gerak yang Anda Ielall lakukan unlukmenenlukan jenis gerak yang telah Anda lakukan. Dan anaftsis lersebut coba jelaskan jenis gerakyang Andalakukan pada Hasll Pengamatan

Kurv. LaJu-Waktu

Penganafisisan gorak akan lobih mudah jike rekaman gerak pada potadiubah menjadi "carta laju-waktu".Carta laJu-waktu lobih kurang memportlhall<an hubungan Bntara laju benda dan waklu tompuh (selangwaktu). Perlama-tama Anda pertu memutuskan satuan waktu yang akan Anda gunakan. "Satu-kelik"barangkall terlalu slngkal. Cobalah monggunakan'~ ketik' sebaga. sstuan waktu.

a. Pada pila ketlk yang dlgunakan dl atas, kenall awal gorak yang dllakukan. Porlksa lIlik-lilik keUkanBarangkali ada titik kebkan yang saling tindlh. Abatltan bilk terseb<Jl dan ambil sebagai titik ke~kanpertama pada lilik ketlkan yang terplsan secara jelas dongs" tihK benkutnya

b. Potong-polong pile ketik terse but maslng-maslng sepanjang ~ketik. Agar tidak membingungkan.nomOfilah setiap palong pita dimula, dari awaJ getak.

04

. ..KINEMATIKA DAN DINAMIKA

Panjang seUap potong dapat dlang9ap sebagalukuran laju "sesaar' gerak benda selama selangwaktu yang bersangkutan (Nllal yang didapalkansebenamya adalah laju rata-rala dalam setang waktutersebut, leta pi kerena selang waktu cukup kecll, nllallersebut mendekall laju sesaat pada suatu saat dldalam selang waktu tersebut).

c. Gunakan lem kenas untuk menempelkan potonganpila kellk secera bendamplngan pada kertas untukmendapatkan kurva laju-waklu (sepertl terlihat padaGambar 1.3). Lebar setiap potongan pita ketlkadalah satuan waktu 5ketlkl

AV

'7'.~.AV

tL\v~ AV,

-/- '\, . \.IIv,

wok," (5· •• tlk)

Gambar 1.3

Keseluruhan carta mempertihalkan perubahan gerak benda. Bagian awal kurva pada Gambar 1.3mempertihatkan getak yang drp6rc&pat (gerak dengan laju yang semakln bertambah), baglan tengahkurva adalah gerak tutue beraturBn (gerak dengan laju tetap), dan baglan teraknlr adalah gerakdlperlambat (garak dengan laju yang rnakln berkurang).

satusn panjangsaiusn laju dalam kasus Inj adalah

satuan wa.kluSatuan waktu yang digunakan adalah 5-kelik. sehlngga satuan laju adalah mI(5-kebk) atau cm/(5-kefik). Mungkln leblh mudah jlka dlgunakan em sebagal satuan panjang.

Tentu saja taju sebuah benda IIdak de pal berubah secara IIba-Uba darl suatu nilai ke nllallaln. Lajusebuah benda hanya dapal berubah secara berangsurdari satu laju ke laJu lain. Perubahan taju yangsesungguhnya dapal dldekaU (d.hampin) dengan menggarnbar kurva mulus yang sedekat-dekalnyamenghubungkan bbk tengah ujung alas pita ketik sepertl tertihal pada Gambar 1.3.

d. Gambarlah kurve IaJu-waktu gerak yangAnda lakuken datam carta laju·waktu yang lelah dlbuat.

Percepatan

Percepalan a sebuah benda didefiniSlkan sebagai perbandingan penubahan IaJu(Ilv) dengan selang

waklu (61), atau a = ~~. Jlka 61 cukup keell. Pade carta la)u·waklu. Ilv adalah perlbedean panjang

anlara dua "batang laju· yang berurutan (panjang potongan pita). Parbedaan panjang inl rnerupakanukuran percepatarrpada suaiu saat dl dalam setang waktu antara dua potong pita yang bersabelahan.Pada contoh carta laJu-waktu Gambar 1.3 terlihal jelas bahwa lo v atau percepatan gerak berubahterhadapwaktu. Oengan kala lain. p8{oepatanbenda lIdak letap. Bahkan Ilvdapal bernaai nega~f. ketikavberkurang sebagslmana terlihal pade bagian kanan carta laju-waklu.

a Pade salem bar polongan kertas, gambarlah carta percepatan-waktu serupa dengan kurva laju·waktu dangan rnengukur lov·lov yang ada pada carta laju-waklu di atas. Ingat bahwaosda baglangerak Anda yang mempunyal percepatan negabf. Gunakan penggaris unluk mengukur t.lI-Av padspita lajU-Waktu yang Ie!ah dlbual. dan gunakan em sebagai satusn pan)sng dan 5-kebk sebagalsaluan waklu.

05

: • . - KINEMATIKA DAN OIN~IKA: .I • .. _ ,_ I •

Percepalan Juga lidak dapal berubah secara tiba·tiba Percepatan hanya oapat berubeh secaraberangsurdari satu percepatan kepercepatan lain. Jadi·

b. Garnbarlah grafik percepatan-waktu (kurva halus) .gerak Anda di alas menggunakan kurva laju-waklu yang Ielah digambard, alas

Salah satu jenis gorak khusus adalah gerak yang mompuny31 pereepatan lolap. yang dinamakangerakriiperr;epat beraluran.

5. Ha_1I Pengamatan

Jelaskan secara berurulan jenis gerak yang Ielah Anda lakukan. Apakah ada gerak yang lelah AndaIakukanmemllokilaJuyangsama.lajuyangnaik.ataulajuyangmenurun

.......................................................................... . .

.................... , , _ , ,

6. Kesimpulan

Pewaktu kellk depal digunakan untuk mempelajari jenis gorak benda Kurva laju·waklu yang didepalkandengan menggunakan pewaklu kOllk merupakan grallk pendekslan atau grafik laju·waklusesungguhnya sebuah benda.

06

· . ~.KINEMATIKA DAN DINAMIKA

MU02 Gerak Kereta Dinamika pada Bidang Datar1 TuJuan Percobaan

Setelah melakukan percobaan ini Anda diharapkan dapal menganahsis gerak sebuah bendamenggunakan pewaktu ke~k dan dapat menentukan jenis gerak yang dapat dilakukan olehsuatu benda dengan menggunakan model kereia dinamika.

2. Alai dan Bahan

No. Katatog Hame ,fat JmlFPT 1602166 RalPr_ 2FPT 16.03167 Penyambung Rei 1FPT 16.04168 K.ki Rei 2PMK 201 Pasak Penumpl1 1FPT 16 17/87 Tumpeken Berpenjepit 1

FME 5140 Pewaktu K8Ilk I

FME 5134169 Ksrata OInamtka 1

No. Katalog Nama alat JmlFME69 PIta Ket,k 1GLA016 lam Kor18S 1KAl60/5A catu Days 1

Kertal Manila 1KAL 99/1()'O25 Kabol Ponghubung 25 em. 1

HllamKAl 99/20-025 Kabel P""ghubung 25 em. 1

Mereh

3. Penganlardan Perslapan Percobaan

Mekanlka adalah suatu IImu yang mernpelajarl gerak benda-benda, Selama gerakoya bende dapatmelakukan gerak rotasl, bergelar. atau gerak lurus (translasi). Dalam percobaan Inl hanya akan dlbahasgerak translasi, walaupun pada kenyalaannya benda juga melakukan bentuk gerak yang lalnnya.Pendekatan yang di8mbll untuk menghindan kerumnan Ini, maka benda akan dianalogikan sebagalpartlkel. Secara matemabs, pattikel ooperlakukan sebagai benda titik, yahu benda lanpa ukuran. Donganpendekatan ini. gerak rotasl dan getaran tidak pertu diperhitungkan dulu. Peda kenyataannya, Udakadabanda tanpa ukuran di alam Inl, walaupun demikian pengeruan 'par1ikel' Inl sangat berman!aat. Bendanyata, secara pendekalan sering bersitat sepertl partlkel.

Pada percobaan inl. Anda dlharapkan dapa! memenkan beberapa besaran klnematis kecepatan danperc:epatan. Besaran klnema!.s akan dlbahas secara terperinci pada gerak khusus pade percobaansetanjutnys.

a Bapakllbu guru seharusnya sudah memasang pewaklu ketil<dan kereta dlnamika di alas ret presislyang dlletakkan mendatar di alas meja seperti peda Gambar 2.1. Dengan kabel penghubung,pewaktu ketlk s,!dah terhubung dengsn eatu daya yang dalam poslsl·DFF·.

Gambar2.1

07

· .,....' : e , ' ."~' • KIN'EMATIKA DAN DINAMIKA - ..-::' _ ~ ~~ ~ • or'" • • ~ ':II-

b BMaUhlah beberapa kaU mendorong kereta dinamlka dl alas rei sampal dlhasilkan kereta dlnamlkatidak akan mencapai ujung rei dengan laju lellalu ling9i (agar Udak terpental keluar rei keUkamenyenluh lumpakan berpenjepil pada ujung rei). Ingat! Kerats dinamika memeiiukan penangananyang harus hatl-hatll

c Pasang pita kelik (panjang t1) m pada pewaktu ketik dengan cara dilewatkan pita dibawah cakramkertas karbon. Jepit salah satu ujung pita ke jepitan yang ada pada kereta dan ujung pita yang laindibuatbebas menggantung pada meja.

Anda akan mempelajari dan menganaJisls gerak kereta dinamika pada bldang horizontal (mendatar).

4. Langkah-Iangkah Percobaan

a. Hldupkan pewaktu kelik dengan cara meng"ON"kan catu daya. Oorong kereta dinamika sedemlkianrupa sehingga ia bergerak di sepanjang reI. Matikan catu daya ketlka kereta dinamika menyentuhatau hamplr menyentuh tumpakan berpenjepit yang terdapat pada ujung reI.

b. Periksa titik ketikan pada pita kelik dan yakinkan bahwa samua titik ketikan terekam dengan jelaspada pita keuk. Jika IIdak, ulangl percobaan sampai didapalkan has11keUkan yang Jelas dl sepanjangpita ketlk. Ganli kertas karbon jiks dlpertukan!

c. Periksa IIUk keUkan pada permulaan gerak kereta dinamika. Mungkin ada titik·titik keUkan yangbertindihan. Abaikan titik-titik lersebul dan ambll titik pertama keUkan yang tampak jelas lerpisah daritiUk yang lain.

Kurva LaJu·Waktu

a. Gunakan 5 kalik sebagai satuan waktu, dan potong pita ketik tiap 5 ketik. Agar Udak membingungkan,nomori seliap polongan pita dlmulal dan permulaan gerak.

Catatan: Satiap P6ngga/ potongan pita dapat dipandang sebagai /aju sesaat kerata dinamika padase/ang lersebul. Se/ang waklu anla(8 dua titlk kefikan Bdalah 1/50 (0,02) detlk. Oi dalam percobaanini se/ang wektu inf dinamakan "ketik', salanjufnya sa/ang waktu akan disebut 5 ketik. atau 10ketik,dan seierusnya.

b. Bualcarta laJu-waklu gerak kereta dinamlka pada kertas manila seperti pada percobaan sebelumnya(percobaan MU 01).

c. Dengan menganalisis kurva laju-waktu, perikan (Iukiskan)jenis alau jenis gerak yang telah dilakukankereta: gerak tunis beralurankah, gerak dipercepatkah. a!au/dan gerak dfpertambatkah? Jika adagerak dtpercepat dan gerak diperlambat yang dilakukan oleh kerata dlnamlka, jalaskan [enls geraktersebut gerak aipercepaVdiperfambal beralurankah, atau tidak beraturan. Tuliskan penjelasanAnda pada bag!an HasH Pengamatan.

5. Hasil Pengamatan

.............................. H •• ' 60

•••••••••••••••••••••••••••••••••• , •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 4 .

••••••••• , •••••••••••••••••• , ••••••••••••••••••••••••••••.•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• u ••••••••••••••••••••••••••••• ,

..", " '" , , , ', ,., ", ' , .

08

- 'KINEMATIKA DAN DINAlViiiui' -

6. Kesimpulan

Tuliskan prinsip penting yang telah didapatkan datarn percobaan inf!

................................... ~ , " , ,..

......... , ," .., ~ , , ,,' , .••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• •••••• ••••••••••••••••••••••••••••• u •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

u •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• ,••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 1 .

09

,,_. _ _ •. . '-. KINEMATIKA'DAN DINAMIKA _'.. r.

MU03 Gerak Lurus Beraturan1. Tujuan Percobaan

Setelah melakukan percobaan Ini Anda diharapkan dapat menentukan kecepatan keratadlnamika pada gerak lurus bersturan dan dapat manJelaskan karakteristik garak lurusberaturan berdasarkan cesar besaran kinematisnya.

2. Alai Percobaan

No.Katalog Nama alat JmlKMS 151105 Misl.r KayU IFPT 16.02166 Rei Presisl 2FPT 16.03167 Penyambung Rei IFPT 16.04/68 Kakl Rei 1FPT 16.17/87 Tumpakan Borpenl''''1 2FME 51.37/69 Balok Berbngkol 1FME5134/69 Kerela Otnamlka 1PMK22S Ken." Otnamlka Bermolor I

FME 27.01 Beban Barcalah dan IPengganlung Beban

No. Katalog Namaalat JmlFME 69 Pita Ketik IFME 51 ~O Pewaklu Ketik 1KAL6OI5A caw Day. 1

Kartasmanila IGLA ole lam Kertas 1PMK201 Pasak Penumou I

Kert •• Gralik (mm) IKAL99Il~25 Kabel Penghul>ung 25 an. I

H.1amKAL 99120-025 Kabel Penghubung 25 an. I

Me<ah

3. Pengantardan Persiapan Percobaan

Monurul hukum pertama Newton

Sebuah benda yang d,am akan letap diam dan bends yang betgerak akan tetus

bergerakdengan laju dan (IIllh rerap jika tidsk ada gays !ullfyang bekeJjapadanys

Secara umum pengalaman Iota menunjukkan bahwa benda yang dogerakkantidak terus berg8f1lk.lelapimenjadi bernenti setelah beberapa seat. Hal ini disebabkanoleh adanya gayagesekan.

Gaya gesekan timbul dan bekerja pada bidang kontak (persentuhan) dari dua benda yang getakberlawanan arah. Agar supaya sebuah benda dapat bergorak, dlbutuhkan gaya yang besamya samaatau melebihl gaya gesakan.

Gerak lurus beraturan dapat diperoleh dengan beberapa cara, Yang pertama adalah donganmanglmbangi (mengkompensasi) gaya gesekan yang ada di anlara benda dan permukaan gerak,misatnya dangen cara meminngkan landasan tempat bends bergerak.. Yang kedua adalah dengen

menggunakan kareta dlOamlka bermotor. Metoda lain 1agl131ahdangen menggunakan alat "alf 1f8CI('.

Pede percobaan Ini akan dltelaeh gerak kereta yang geS8kannye dikompensasi (dilmbangi) danganmemlringkan rei kereta, dan gerak kerata yang dilengkapi motor penggerak yang memungkln karelatarsabut bergerak beraturan.

10

. . .. . ... KINEMATIKA DAN DINAMIKA

Gambar3.1

~ Rangl\8i atat separt! tertihat pada Gambar 3.1. Untuk mengimbangl gesekan yang terjadi antaraI\8reta dinamika dan permukaan rei presisi, pasang salah satu ujung rei pade tingkat pertama padaDatok berbngkal

calalen: Unl1Jkmengelahul bahwa gesekan letah diImbengl oIeh rei yang dimlringkan, berikansed/kit dorangan pada karels dinamika dan kerela dinamlks seharusnYe bergarsk beraturan

s8panjang rei (pita ketik seharusnyalerpasang pada kllreta dmamlka).

!> Tehankereta dinalnlka dl dekat pewaktu ketik.

r: Pada saat catu days masih dalam keadaan mall (OFF), hubungkan pawsktu ketik ke catu daya, dancatu daya ke soket lala-jala listrik.

d Potong pita ketik lebih kurang sapanjang 1 m dan pasang pada pewaktu kebk. Jepil salah satu ujungPita ke penjepit yang ada pade kereta dinamika. Yakinkan bahwa pita keUk lawat dl bawah kertaskarbon pada kereta dlnamika .

.& Langkah-Iangkah Perc;obaan

Bagjan 1: Gerak ke'l'eta dlnamlka dangan kompensasl gays gasekan

"iidupkan caw daya dan dorong kereta cfonl\ffi.kasedem,kian rupa seh.ngga befgerak dlsepanjangre preslsi.

b. Ke~1\8kareta dlnemlka mendekaU atau hamplrmendekab ujung ret presisi, tahan kerataclJnam'Kamenggunekan tangan (atau gunakantumpakan berpenjeplt). Perhallkan, keratad.nanIika jangan sampaljaluh keluar rei preslsl.

~:::,

Gambar3.2

11

" . .;.... KINEMATlKA DAN DINAMlKA. .- -

c. AmbII pita ketik dari kereta oroamika. periksa ~bK kebkan yang d,perojeh pada pita ketik dan coba8mbil kesimpulan mengena; gerak yang d,lakukan oleh kereta dlnamlka.

d. Penksa tiUk ketikan pada permulaan gerakkereta dIRamika J.ka terdapat btlk·trtlk yang Avbertlndlhan. abalkan titik·titik tersebut danpolong bag ian tersebul (Gambar 3.2).

e. Gunakan 5 ketik sebagal satuan waktu. Patongpita kebk secara berurutan dimutal dan awal

gerak kereta cfinamlka

f. Tempel potongan pita ketik secara berurutan

darl permulaan gerak sampal akhlr gerakkereta dinamika pada kertas manila untuk

membuat kurva laju·waktu (Gambar 3.3). Gambar3.3At

Baglan 2: Gerak lurus beraturan pade kereta dinamlka bermotor

g. Singkirkan balok berbngkat dar! kakl rei presisi seh'ngga rei membentuk landasan yang mandatar

(horizontal). Ganli kerela dlnamika dengan kereta dinamika bermotor;

h. Plndahkan kontak saklar yang ada pada kerete dlnamika bermolor ke pasisl v., Ulangi langkah

percobaan a sampal f

i. Pindahkan kontak saklar kereta d.nam.ka bermotoe ke posisi v, dan ulangi langkah percobaan a

sampai!.

J. Jawab pertanyaan paca bagian Hasll Pongamatan

catalan: &18 Anda tempe/ken poIongan-polongan pita sedemikian sehingga sisi I<Iri poIongan pitaketik barhlmpllan dengen sisi kanen poIongBn pita ke~k bankutnya. leba, palangan pila kellk merupakansalusn waklU.yailu 5 ·keUk.

S. HasH Pengamatan

a. Berdasarkan kurva laju·waktu. tentukan jenis gerak yang dOakukan oleh kereta d.namika dan kereta

dlnamlka bermotoc

Jenis gerak kereta dinamika blasa: ..

Jenis gerak kereta dinamika bermotor. ..

Baglan 1: Gerak kerets dlnamika dengen gaya gesekan

b. Ukur panjang salah satu potongan patamenggunakan penggaris pads kUfVa laju·waktu. Selanjutnya

Mung kecepatan kereta cfll1amika menggunakan persamaan:

12

KINEMATIKA DAN DINAMIKA

Waktu t(5-ke6k);5~ 0.025 ;0, 1 S

Jarak tempuh s (dalam 5 keUk)= ..... m

v;s; ......m; mlsI 0,1 s ......

C. Ukur panjang potongan pita menggunakan penggaris S.lanjulnya hilung kecepatan ke<etadonamlkabermotor menggunakan persamaan:

;\Iaktu I (5·kefik) = 5 x 0,02 s;0, 1 S

Jarak tempuh s (dalam 5ketlk) = ..... m

v, = s ; ...... m = m/sI 0,1 s ......

v. = s = ...... m = m/sI 0,1 S ......

~lIlan 2: Gerak IUNS beraluran pada kereta dinamika bermotor

do Ukur panjang salah satu potongan PIta menggunakan penggans peda carta laJu-waktu.SelanjutnyaMung kecepatan kereta dinamlka menggunakan persamaan:

Waktu t(S·ketik): 5 x 0,02sekon -0,1 sekon

Jarak tempuh s (dalam 5 ketlk) = .... m

v=s= ...... m= m/sI 0,1 S ......

e UKur panlang potongan pita menggunakan penggans. Selanjutnya hilung kecepatan keretac.....amika bermotor menggunakan persamaan:

Wektu t(5·ketik)=5xO,02s=0,1 S

Jeraktempuh s(dslam 5ketlk) ...... m

v,= s_ = ...... m = m/st 0,1 s ......

V,: ~ = 'o:~~= ...... m Is

E Keslmpulan

- ..Jc.8npnnsip pentlng yang didapatkan dari percobaan inil

, ••• , •••••• , ••••••••••••• , •••• , •••••••••••••••• ,., ••••••••••••••••••••••••••••••• " ••••••••••• 4 ••••••••••••••••••••••••••

&0 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• ._••••• ~. •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• • ••••••••

13

~ , ,KINEMATIKA DAN DINAMlKA - - .~ • ~., . to ....

MU04 Kecepatan Rata-rata dan Kecepatan Sesaat1. TuJuan Percobaan

Selelah melakukan percobaan Inl Anda dfharapkan dapat menentukan kecepatan rata-rata dankecepatan sesaat manggunakan pawaktU kelik. pita kank,dan Jamhenti,

2. Alai Percobaan

No, Kalatoa Nama alat JmlKSM 15/105 Mislar 50 em 1FPT 16.02/66 Rol Presflll 2FPT 1603167 Penvambuna Rei IFPT 16.04166 Kald Rei IFME 2701 Beban &weeIah 50 a""" 2F?T 16.17165 Tumpal<an B",,_leoit 2PMK201 Pasak PenumDI IFME 51.34/69 Kereta Dlnamlka 1

FME 51.37172 ealak Bertlngkat 1

•

No, Kataloa Nilme lilt JmlFME61,40 Pewaktu Kelik 1FME69 Pita Ke~k 1KAt 6O/SA Catu Dava 1

Kertas Gtafik (mm I 1xenas Mano'a 1

GLAOl6 Lem Kena. IKKW7t Jam Hentl 1KAl991tO·025 Kabel Ponghubung 25 em, 1

HttamKAt 99J20.025 Kabel Penghubung 25 em, 1

Mefah

3, Penganlardan Perslapan Percobaan

Kecepatan sesaal sebuah benda saal t = t, dldefinis,kan sebagal

v (t.) = Perpindahsn enlera wektu t.dan (I, .. AI) /),$ ."",,. "."""""""""""""". (4.1)61 61

Konsep panting lain manganal gerak sebuah benda adalah kecepalan rata-rata. Kecepatan rata-ratasebuah benda dalam selang waktu Idldefinisikan sebagal:

v = Perpmdahan lola! benda daJam se/ang waktu I• Sa/ang woktu Iolal

Oalam percobaan inf, Ando akan mancari kecepatan sesaal kerela dlnamika manggunakan pawaktukelik dan menentukan kecepatan rata-rata kerata dlnamika menggunakan Jamhenll.

s.•."""."."."_"."""."",,.,,(4.2)

a. Rangkal alat pEtrcobaansepem terfihal pada Gambar 3.1. Salah salu kakl rei dipasang pada tanggake-3 balOk bertingkat.

b. Pada saat calu daya maslh dalam kondisl padam, hubungkan pewaktu keHkdengen catu daya, dancatu daye dengan sokeljala-jala lislrik.

c. Potong pila ketik leblh kureng sepanjang , m dan pasang pada pewaktu ketik.

c. Tambahkan beban 50 gram pads kereta dioamika agar kereta dinamika memlilki perubahan IajUyang lebih besar.

e. Tempatkan dan tahan kereta dlnamlka dl dekal pewaklu kelik. Jepit salah satu uJung pila kelik kekereta dlnamlka.

14

~. Langkah·langkah Percobaan

Gambar 4.1

a. Alur jarak antara tumpakan berpenjepil yang ada pada rei dan kereta dinamika sedemildan rupasellingga jarak antara keduanya adalah 80 em. Jarak tersebut adalah jarak tempuh lotal (s) keretadinamlka.

b. Hidupkan catu daya, lepaskan kereta dinamika sekaligus memulai mengukur waklu tempuh keretadlnamika menggunakan Jamhenti.

c. Ketika kereta dinamika menyentuh turnpakan berpenjep~, hentikan pengukuran waktu dan baeawaktu lempuh (selang wak!u) tpada jam henti. Tuliskan waktu yang didapatkan pada Gambar4.1.

d. Lepaskan pita ketik dari kereta dinamika. periksa titlk keUkan pada pita ketik dan berl kesimpuJanmengenal jenls gerak yang dilakukan oleh kereta dinamika. Tuliskan kesimpuJanmu pada tempatyang tersedla dl bawah In!.

..~ , , , ,....•............................... ~...........................•.......................

B. Periksa hasif titik ketikan pada permulaan gerak kereta dinamika pada pita katik. AmaH kaJau-kalauada titik keUkanyang saling tindih. Jika ada, abalkan titik ketlkan yang saling tumpang-tindih tersebut.Ambll awal permulaan gerak pada titik pertama IiUkkeUkansetelah UtikkeUkanyang salinglumpang.tindih, Potong pita ketik pada titik ketikan inl (Gambar 4.2).

t, Hilung kecepatan rata-rata keretadlnamlka meng9unakan persamaan dibawah ini. Tuliskan hasil perhitungan padaTabeI4,1.

Perpindahan kere/a dlnam/ka S=-m/sekon

Sa/eng waktu gerak kereta dinamika t

""3. ,

Gambar4,2

v=

15

~.".- .,-:":_,- -.' .~" :,1-'':'1 , •......... ,;, , ... " &.,_ " ,&_ .. ..".,4 oflo-" _..,:,_,._ .. J ~~ ~ ... ~:. .. - 'J I"f~' , ...

.. : • I '. • KINEMATIKA DAN DINAMIKA: .l" _ _ _ _ _ _-. -4. r .. '~. - _ "

g. Gunakan 5 kelik sebagai satuan waklu (61).Polong 5 keUkpertama plla kellk. Panjang polongan inlmerupakan ukutan laju awal gerak kereia. Ukur panjang s potongan pila tersebu! menggunakan

penggans. Hitung Is]u sesaal awal v.kerela dinamlka menggunakan persamaan dl bawah inl. Catathasil perhltunqan paca Table 4.2,

61(S-kebk) =5. 0.02 5=0.1 s

LlS(S-ke!ik)= ." ••m

.....mv=--= mls

0,1 s

h Ulangllangkah 9 unluk menentukan kecepatan akhlf kereta d,namlka

I. Bandingkan keoepatan rata-rata dengan kecepatan awal dan kecepalan akhlt kereta dinamika.

5. Hasil Pengamatan

Tabel4.1 Kecepatanrala·tata

Waktu lempuh Perptndahan Kecepatan rata-rataseluruhnya seluruhnya .

(I) sekon (s) meier (v.) mlsekon

Tabel4.2 Keoepatansosaal

Selang waktu Panjang 5-kobk Kecepalan sesaa!

(AI) sekon (t.s) meier (v,) mlsekon

Awal

Akhit

6_ K•• lmpulan

Jelaskan keslmpulan ya~g didspalkan dalsm percobaan Inl mongenal kocepatan rata-tala dankeoepalan sesaal kerala dinamikal

16

_ - ,-. . ..,_"..... - - --' - ... _- .. -~~.~---- . - .~'-.-_ ::.. - -KINEMATIKA DAN DINAMIKA

MU05 Gerak Kereta Dinamika pad a Bidang Miring1 TuJuanPercobaan

Setelah melakukan percobaan lnl, Anda diharapkan dapat menentukan percepatan gerakmenggunakan pewaktu ketik dan pila kelik,

2. Alal-Alat PercobaanNo, Kat.log Namaalat Jml

KMS 151105 Mlstat, 50 em 1FPT 16.02166 R~ Prestst 2FPT 16.03167 Penyambunq Ret 1FPT 16.04/68 Kaki fel 1FME 2701 8eban 8efcclah 50 Qfam 1IFPT 16.17/85 TumD.ken 8ero""loo.t 2FME69 Pita Ketik 1

FME 5134169 Kereta Ou\arnlka 1

FME 51.37172 Baloi< 8att!nqkat 1

No. Kataloo Nama alat JmlFME 51.40 Pewoktu Ketik 1PMK201 P.auk P""umDu 1

Kert•• qfafik/mm) 1KALSo/SA Cotu Oav. 1

Kenas Manila 1Lam KertBS 1

KAt 9911Cl-025 Kabel Penghubun; 25 em. 1Hi18m

KAt 99120-025 Kabel Penghubung 25 em, IMenIh

T

T7'

,.f.

rI'

3. Pengantardan Persiapan Percobaan

Gambar 5.1 menunjukkan kurva la)u-waktu (a) untukQerek dlpercepat beraturan, atau (b) untuk gerakdlperlambat beraturan,

J:i;a ealam sebuah petCObaan doperoleh gerek (atauset>ag an gerak)mempunyaic:arta laju-waklu sepe ,IiGambaf. 51 (a atau b). dapat d.ambil keslmputan bahwa~IL' (sebaglan gerak) benda adalah gerek dipercepattle'aturan atau gerak diperlambst beraturen. Prinslpasas) Inl akan dlgunakan dalam percobaan Inl.

Ra!lQi<81alat percobaan sepertl Gamba, 5.2. Salah sateU&i ".. d.lempatkan pada nngkat ke-3 (tsratas) balok:':I~ seh.ngga membentuk b.dang miring. Duato.h _ beree"'" SOgram d.tambahkan ke k e r e Ia

:l!.a 11gB' kereta dinarruka mem,loki perubahan tajupr1Ij IIbihbesar.

a. PadlI seat catu daya masih dalam keadaan mali (OFF), hubungkan pewaktu ketik dengan calu daya,

(a) (b)

Gamba, 5.1Genlk d.percepat beraluran (0)

Clan ge,ak dipertambat (b)

Qn catudaya dongan soketJala-Jala Iistnk.

PoIong p,18 ketlk lebih kurang sepan)ang 1 m dan pasang pade pawaktu ketik. Yakinkan bahwa pita~.J< lewst di bawah kertas karbon pada pewaklu ketik.

17

- 2"- -_. :. -- ' •. -' . :1; .:- KINEMATI~ DAN OINAMI~ .;-. - ~ . ~.. -~-... ~

c. Pasang kerela dinam.ka didekal pewaklU kelik. Tahan kereta dinamika dilempal lersebulmenggunakan langan danJepitJ<anpita kellk pada kerOIa.

Gambar5.2

4. Langkah-Langkah Percobaan

a. Hidupkan catu daya dan lepaskan kereta dinamlka. Kerela dinamlka akan bergerak turun ell sepanjangtel

b. Ketika kereta dlnamika menyentuh ujung rei, tahan kerela dinamika dengan tangan (ala~ denganmenggunakan lumpakan berpenjepil). Usahakan agar kereta dlnamika lkIakjatuh keluar rei.

c. Lepaskan plla kellk dan kerela dlnam,ka, penksa hasO ket'kan pada pita kel,k dan coba ambilkeslmpulan mangenal garak yang dilakukan oleh kereta dlnamlka Tuliskan kesimpulan Anda padabans di bawah in!.

d. Amati hasil kalikan pada pennulaan gerakkerela dinamika. Sejumlah tilik keUkanbarangkali ada yang saling lind/h. Abaikantitik-I,lIk lersebul, kecuallllhl< tenujungpadaUtik·IlUk yang berimpil. POlong pila padaUtiklenujung Ini (Gambar 5.3)

e. Gunakan 5 kellkan sebagai sateen waktu. Polong plta kellk seUap selang 5 keUk. Agar Udakmembingungkan, beri nomor pada setiap potongan pita secars benunutanmulal dari awaf sampal

G·· ., ' ' """]__J

Gam""r 5.3

akhl(gerak,

Tempelkan potongan-polongan plla ketik lersebut seeara berdampingan unluk mendapatkan cartalaju-waklu pada kellas man~a seperu percobaan-percobaan sebe1umnya,

g. Periksa kurva yang dldapatkan dan jelasksn Jenlsgerak yang dllekukan oIeh kerete dlnamika. Jawabperfanyaan yang ada pada Hasil Pengamatan.

18

Dart kutva IaJu-waktu, tentukan percepalankarala dinamika menggunakanpersamaan dl bawah Inl

, -'-r14' M(

!..,

I

,l0 'I' 'II

I

cml5-l<ellk)

h. J,ka ada leblh dati satu janis garek, !lnlaugerak kerera dinamika hanya ketikageraknya mendekatl gerak dlpercepatberaturan. Hubungkan seUap tit,k tengahulung 818S plla sebagalmana tert,hal padaGambarS.4

tl.v tI. tl.s tl.sa= z : ~(M)=(tl.t)1

~t = (5-ketik)

~v = cmI(5-kebk)

[II (Soketlk)

Gambar5.4Kurva lajuowaktu dengangrafik laj....waklu

a=, cmI(5-ketik) _

... (5-kellk)em

(Sokelik)'

Co/a/an:

Jlko seliap p%ngan pita terpasang seCafD betdampingan sedamik!an flJpe dengan sis! kanon pita kat,kberhlmplt dangan slsi llipatangan plt8 berlkutnya,lebar pita kalik ada/ah $StuBn weldu, sehingga $StllanpelCflpetan eda/ah cmI(5katikf

5. Hasll Pengamatan

Melakukan satu [enis garak atau lablh dan sate Janisgerakkah karate dlnamlka? Jlka ya, sebutkan Jenlsgarak yang dilakukan aleh karata dlnamika ters.but!

£. Keslmpulan

19

MU06 Gerak Jatuh Bebas1. Tujuan Percobaan

Setelah molakukan percobaan Ini siswa dlharapkan dapat mernaharni karakteristik gerak jetuh babesdandapat menentukan percepatan gerakjatuh bebas

2. Alat·Alat Percobaan

No. Kat.log Nlma elat JmlFPT 16.02166 ReI~Si 1,. .., 16 ....,..., Kaki Kei 1eMI:~l 'U PewaKlU ""',.

,FME69 Pita Ketik 1

FME 27.01 !leban B<ltcelah dan , setnlung

GMM221 MiSlar Pita 3m 1

•No. Kat.log Nama alat Jml

.l<IpltKorlas 1Kerl88 MaNia 1Penyemst K_S. (slapler)(bdlk d,sediakan)

KAL 99/10·025 Kabel Penghubung 25 em. 1Hltam

KAL I19f2G.025 Kabel Penghubung 25 em. 1M.. h

3. Pengantardan Persiapan Percobaan

Karena percepatan jaluh babas cukup besar, sebaiknya penu menempatkan benda (dan pewaktu kelik)pada tempal yang cuKup IInggl. mlsalnya pada ketingglsn 1,5 m atau leblh agar dlporoleh data yangmencukupl sehingga dapal dianatisis dangan baik. Salah sate cara adalah dengan menempatkanpewaklukebkdiataslemari.Atau.alternabllain.denganmembeldirikanrelyangdipasanglpewaktuketikverukal, dangan pewaklu kat,k ada pada ujung alas reI.

-:

GambarS.1

20

•

a Tempatkan pewaktu keUk pada salah satu uJung rei presisi.

II Pasang pita ketlk pada pewaklu keUk melalui alurpita.

c Gantungkan kaltan penggantung beban pada ujung pita dengan cara melipat ujung pita di seketillngkaltan, dan menyemat ujungnya menggunakan penyemat (stapler) (Gam bar 6.1 ).

:1 Atur rangkaian alat sesuai Gambar 6.1 di atas meja yang sudan diUnggikan menjadl 1,5 m.

a. Atur pita ketik sedemikan rupa sehingga pita dapat bergerak bebas dengan sediklt mung kin hambatan.

! ~ngkah·langkahPercobaan

a Tahan pita ketik untuk menceqah pita bergerak dan upayakan asar baban menggantuI19 bebas.

• Hidupkan pewaktu ketik dan lepaskan pita ketlk agarbeban jatuh babas.

• Malikan pewaktu ketik setelah beban sampai di Iantai,

_ Amall tiUk·titik keUkan pada pita ketik. Interpretasi (benartl) jenls gerak beban yang jatuh bebas tersebuLTulis InterpretasiAnda pada baglan Hasil Pengamatan.

- Potong plta ketik menjadi potongan·potonganyang maslng-masing panjangnya 5 ketlk.

BuaUa~ kurva taju·waktu seperti pada percobaan-percobaan sebelum ini pada kertas manila.

~ Pada kurva laju.waktu tersebut, hubungkan tiHk tengah ujung atas kertas sehingga membentuk garisurus.

- Oan kurva laju·waktu. tentukan percepatan benda yang bargerak jatuh bebes dengan mengukur L\Vdan~ seperti pereobaan sebalumnya. Calat hasllnya pada Tabal 6.1. Sesungguhnya, hasil yang dldapatadalah percepatan gravitasi benda (beban],

Ulangi langkah percobaan dl alas unlllk menentukan percepatan gravitasi beban yang berbeda-bedabesarnya. mlsalnya seperU yang dicantumkan di dalam TabeI6.1. Catat hasilnya pada TabaI6.1.

Asumsikan pewaktu ketik bergelar dengan perioda 1150atau 0,02 s. Ubah percepalan yang didapatkanka dalam satuan mis' dan eatat hasilnya pada tabel.

- I-!asU Pengamatan•-_6.1.Gerakjatuhbebas

'.tassa (kg) Ilv [cm/(S-ketlk)] Ilt (S·ketik)IlV .....em

a = ..........m1s'a= - (5-ketlk)'At

0.050 ... ... ... ...0,100 ... ... ... ...0.200 ... ... ... ...

21

8. Keslmpulan

a Besarkah (Ieblh besar daripada 10%·kah) pettledaan percepatan jaluh bebas benda-benda yangmassanya yang bettleda·beda yang dlgunakan doatas? Alau Udak besarkah pettledaannya?

•, , " .

b Jika untuk perCObaan inl diberikan loleransi sebesar 10% lerlladap kemungkinan adenya kesalahan,dapatl<ah dlka!akan bohwa percepatan akiba! gravl!as; tidak bergantung pada massa benda?

22

MU07 Hukum Kedua Newton tentang Gerak\ Tujuan Parcobaan

s.. tetah melakukan percobaan Inl,Anda dlharapkan dapat memverifikasi hukum kedua Newtonfenlang gersk •

.2. Aoat·Alat Parcobaan

No. Katalog Nama alat JmlFME 51.08 Tell Nllon 1GMM 221 MI'te, Pita. 3 m 1FME 51.3m2 Balok Berllngkal 1

KetlBS Manila 2KA~60/5A Caw Daya 1GSN 185 Klem Mejo

~ 99/1()'O25 Kabel Penghubung 25 an. IHilam

~ 9912().025 Kabel Ponghubung 25 an. IMInh

3 Pengantar dan Perslapan Percobaan

~... um kedua Newton tentang gerak menyalakan bahwa percepatan 8 gerak sebuah benda alau slslem_ndln9 lurus dengan gaya F yang bekerja pada benda atau sistem Ilu dan berbendJng terbehk;1enganmasa totai m benda alau SJstem.Hukum kedua Newton dapal ditulis dalam bentuk parsamaanma'ematika seperu dl bawah JIll

F=ma atau Fa= -m (7.1)

P11f$8maan7.1 di atas akan dlverllikasl (dlujl) dengan menggunakan slstem benda seperti pads Gambar]. yang tordln dari kereta dlnamlka dengan Massa di atasnya, dan satu atau lebih beban m, yang~nlung pada satah satu ulung Iall. Masa totsl slstem m adalah masa kereta dinamlka. dltambah.".,ubaben pada kereta, dilambah massa yang digantungkan pada ulung Ialtn,.

m, Gambar 7.1

23

Gaya F d,hasilkan oIeh beban yang digantung m,. SIII\I masse m, mewakili (menyatakan) satu satuangaya (lp). dua massa (2m,) mewekili dua satoan gaya {2p).liga massa (3m,) mewakili liga satuan gaya(3p). dan seterusnya. Jika d,kehendaki agargaya dlnyatakan dalam satuan baku. misalnya newton. gayatlap beban dapat diukur dengan menggunakan dinamometer. Akan tetapi. untuk kepenuan ve<tfikasllni.gayalldak perlu dlnyatakan delam satuan baku.

Dalam percobaan inlakan dlperiksa hubungan antara percepatan 8 dan gaya F pada keadaan Massatotal sistam tetap, dan memerlksa hubungan antara percepatan a dan massa-elstern m pada keadaangaya Fyang bekerja d,bual tetao,

Gambar 7.2

a. Rangkal alai peroobaan seper1i Gambar 7.2. Tlga beban ben:elah 50 gram dan satu buah bebanbercelah 20 gram dipasang pada kereta dinamlka dengan menggunak8n sebuah pasak penumpuyang dimssukkan ke lubang yang ada di atas kereta dlnamiko.

b. Adakan kompensasi terhadap gaya gesek yang ada di antara kereta dlOam,ka dan lei dangan jalanmemirlngkan rei secukupnya sedemlkian sehingga jika kareta d,beri doroogan keclt dan sebentarsaia. kerats kira-kira bergerak lu<us baraturan. Untuk memlringkan ral Anda dapat Jugamenggunakan beberapa uang logam yang ditumpuk d, bawah baglan ulung yang d,tingg,kan. Balokbar1ingkatmungkin kurang cocok untuk keperluan Inl.

c. Selelah gesekan dlkompensasi. gantung beban 10 gram pada ujung lall nilon. Potong lallsecukupnya sedemikian rupa sehingga cukup untuk mamba" gantungan pada beban dongan keretsdinamika berada didekal pewaktu ketlk dan beban berada sedekal-dekatnya dengan katrol.

Catatan:

Pada awafnya kerela dmamlka perlu dllahan unluk mencega17 baben jaluh sabe/um percob8sn dlmu/BI.

d. Potong pits ketik dengan panjang beberapa an lebih panjang dan M99; meja. Pasang pita ketik padapewaktu kaUkdan japit salah satu ujungnya pads kereta dJnamlka.

a. Hubungkan pewaktu kellk ke catu daya. Pastikan catu daya ada dalam keadaan OFF.

24

.l langkah·langkah Percobaan

Sagian 1: Hubungan antara gaya F dan pereepatan a. massa sistem m dipertahankan tetap.

a Tahan kerela dinamika pada ujung rei yang lebih Hnggi. hidupkan catu daya dan lepaskan keretadtnamika. Kereta dinamlka akan bergerak lurun karena adanya larikan beban,

" Henbkan kereta dinamika lepal sebelum mencapai ujung rei deng~n langan atau lumpakanbetpenjepil.

c Mafikancatudaya.

_ Lepaskan pita ketik dan kereta dinamika. Perlksa hasll kelikan pada pita kellk. Pasllkan bahwa tltik-Hlikdi atas pila tercetak cukup jelas. Ulangi langi percobaan jika hasil ketikan tidak tercetak denganJelas.

Dengan menggunakan 5 keOk sebagai satuan waklu. bual carta laju-wal<1upada kanas manilaseperti percobaan-percobaan sebelumnya.

Kurva yang dldapalkan seharusnya memperllhalkan gerak dtpercepat beraturan. Saluan Jajutenlulah cmI(S-ketlk)

Dan kurva laju.wakltJ. bual grank laju.waktu dengan menghubungkan masing-masing lilik tengahujung atas pita dengan gans lurus..

'" Darl grank laju-waktu, hitung percepatan a sistem berkaitan dengan gaya F yang bekerja padasistem,

Satuan percepatan tentutan [cm/(S ketik))/(5 ketik), atau cm/(5 keOk)'.

n. Calatha5i1perhitungen percepatan yang diperoleh pada TabeI7.1.

Perbesar gaya yang bekerja pada sistem dengan menggantung beban 20 gram pada ujung tall.Untuk mempertahankan agar massa total sistem tetap, pertukarkan beban 10gram yang dlgantungdengan beban 20 gram yang ada pads kereta dinamika, dan pasang beban 10 gram massa padakerata dinamika.

Ulangi langksh percobaan a sampal h dan calal hasll peroobaan paca TabeI7.1.

Bagian 2: Hubungan anatara percepatan a massatotal sistem m, Gaya Fdipertahankan tetap

Lepaskan semua beban yang ada pada kereta dinamika dan gantung baban 10gram pada ujung tali.Massa lotal stsjem adalah 90 gram (massa kareta dinamika 80 gram dan baban 10 gram yangdigantung).

Ulangi langkah percobaan a sampai h dan catat hasil perhitungan pada TebeI7.2.

-n Tambahkan satu beban 50 gram dan dua beban 20 pada kereta dinamika sedemikan rupa sehlnggamassa lola I menjadi 180 gram (massa slslem menjadl dua kall masa sistem awal). Ulangi langkahpercobaan di alas dan catat hasll perhilungan pada Tabel 7.2.

25

5. H~sll Pengamatan

Tabet7.1. Hubungan antara pereepatan 8 gaye F, Massa Iolal m letap

Gaya F(satuangaya) 1satuan 28aluan

Percepatan a (cm/(5-keUk)'J ... ...

Tabel7 .2. Hubungan antara percopatan a-massa 101al,gaya Fletap

Massa TotalSlstem 90 gram 180gram

Percepalan a (cmI(5-kebk),) ... ...

6. Keslmpulan

a Oari dala yang dldapatkan pads tabel d; atas, tuliskan kesimpulan mengenal hubungan antarapereepatan 8 dan gaya F untuk Massa m yang letap, dan hubungan antara percepatsn a danMassa m dengsn F tetap

b J.ka kesalahan data nasn percobaan d'perkenankan sampai 10%, dapetkah anda mengalakanbahwa hukum kedua Newton lantang gerak lerbukli kebenarannya? Jetaskan jawabanAndal.

c, Sebutkan sumber·sumber kesatahan dalsm percobaan in;? Jeleskan jawaben Andal

..•..........•..•.•.•..............•• /•................•. ,.•...........• ', ..•.•....••.........•..•.......... ·· .•.... u., •••.•·.. ··

••••••••••••• t ••••••• , , •••••••••••••••••••••••••••••••• _••••••••••••••••• h •••••••••••••••••••

26

~:J.~ ..~~.tJ~~~~"'-~~""". . .--- -. ,I' ; KINEMATIKA DAN DINAMIKA., ,. -

MU08 Tumbukan Momentum LinearTujuan Percobaan

Setelah melakukan percobaan ini Anda dlharapkan dapat memverifikasi hukum kekekalanmomentum linearpada tumbukan.

- Alai Percobaan

No. Kataloa Nama alat JmlFPT 16.02166 Rei Preslsl 2-

IFPT 16.03167 Penyambung Rei 1

IPMK201 Pasak Penumpu 2

~PMK200Pecas Penumbuk 2

FPT 16.17/85 Tumpakan BerpenJe.);1 1"ME 51.04 Pewakru KeUk 1KAL60/SA Calu nava 1

No. KataloQ Nama alat JmlFME 51_34/69 Kereta Dlnamlka 2FME 27.01 Beban Sercelah dan 1 set

Penoa.nluno BebanKAL 99/10-025 KabEl Penghubung 25 em. 1

HitamKAL 99/20-025 Kabel Penghubung 25 em.

MElfah 1KNE26 Timbanaan 1

Kef1as Kolbon 2FPT 16.04/68 Kaki Rei 2

• Pengantardan Persiapan Percobaan

Menurut hukum kekekalan momentum. dalam sebuah lumbukan antara duo benda dalam sebuah><stem. momentum sebelum tumbukan adalah sarna dengan momentum setelah tumbukan. Secara=iatematls ungkapan Inl dapatditulis menjadl

. .m.,vA +1IIJt.Vs = lIla,vA +ms.vJt

MOMENTUM SEBELUM TUMBUKAN = MOMENTUM SETELAH TUMBUKAN

(8.1)

m.dan m,adalah massa benda Adan B yang bertumbukan. v.dan v. adalah kecepatan benda A dan Bsebelum tumbukan. v;dan v,' adalah kecepatan bendaAdan B setelah tumbukan.

GambarS.l

27

Oalam peroobaan Inl Anda akan memeriksa keberlakuan persamaan di atas unluk tumOOkan antara duakereta dinamlka pada rei.

Guru sebalknya memngkai pewaktu kelik. pita kebk dan kerel8 dinamika pada rei dengan poslsihorizontal sepertl pada Gambar 8.1.

Catatan;

Pada patCObaan "" dibutulOOIn deJa poI_ pliO ~e&lryang "'(>Bsang pad. masing-ma,ing kOMta dlnamlka.Karena hanye oda setu bush p.welclu ketlk. pow.ktu ketlk hafIJ$ da(>BtdlgufUJkan untuk _Mkan kMiva Qel'lJk

k"",ra dmam/IuJ Hal lnldapet dIIa_"" dengan _Ik.n du.pliOkelik. melallJlslur pit. dan '""18 .... Ik.n k.dua

pffa cll.nlara dUBkellS. karbon yang dlps.eng pad. pewaldu koUk Uhat G.mbar 8 1.

a. Ukur Massa seliap kereta dinamika menggunakan neraea. Misalkan massa kereta dlnamlka pertamaadalah m .. dan massa kereta d,namika kedua 8dalah m, Calat hasll pengukuran pada labeI8.1.

b. Berlatihlah beberapa kall member! dorongan S!ngkat kepada keret8 dlnamika pertama (keretadinamika pertama adlotah kereta yang berada paling dekat dengan pewaktu ketik) sedemlkan rupasehlnggo menumbuk kereta dinamika kedua yang dlam, dan selelah lumbukan kereta keduamempel'()jeh talu yang cukup besamya lolapo lidak ler1empar keluar ret Pomallkan bahwa keretadinamika perlu penanganan seesra hati·halll

c. Pasang dua polongan pita kellk (maslng·masing panJangnya 1 m) ke pewaktu kehk. Jepll ujung pUaketik menggunakan jepitan pada masing·masing kereta. Alur pos!s. pita ketil< dan kertas karbonsedemlluan rupa sehingga pada kedua pila kelik dapat dlhasilkan lilik keUkan pada seat pereobaan.

Anda akan mempelaJan dan menganalisa gerak kereta dinam.ka sebelum dan sesudah lumbukan.

4. Langkah·!angkah Percobaan

a. Hldupkan catu daya untuk menjalankan pewaklu kellk dan ben kereta dlnamlka pertama setudorongan sehlngga kereta bergerak dengan kecepatan yang cukup dan manumbuk karata dinamikakedua.

b. Lepaskan kedua pita ketik pada maslng.masing kereta dan yakinkan agar pita bdak tertukar padasaat menganallsa data. Periksa hasil kehkan pada liap polong pita dan pastikan semua tJtlk keUkantampak Jelas. Jlke hasil ketikan tidak ter1ihalje!as. ulang' peroobaan sampai cftdapatkan hasil kabkanyangjelas. GanU kenas karbon, jika kelikan tidak tenthat karena kertas karbon telah memudar.

c. Periksa blik kebken pads ~ap kertas pada awal ge18k setiap kereta dlnamika. Jika ada tUik ketikanyang saling lindih. abaiken titlk tersebut. Ambi.i Ullk awel gerak pada lltik penama ketike btik yangsaling tind,h tidak ada lagl. Potong pita pada libl<tersebul.

Anda akan mencan laju kerela dinamika 1 saat sabelum dan sesu<lah bertumbukan dengan karetadinamika2.

Andajuga akan mencari laju kerela dinamlka 2setelah lumOOken (sabelum tumbukan kereta 2 dalamkeadaan dlaml).

28

= Gunakan S·ketik sebagai satuan waktu dan dan kedua pita, kenali dan tentukan laju kereta dinamika1 saat sebelum tumbukan (dan setelah lumbukan, iika ada), dan lalu kereta 2 selelah lumbukan.Nyatakan taju kereta dalam em/(S·keUkan).Catat nilal yang didapatkan dalam'rabeIS.1.

,. Tambahkan satu bush beban bereelah 50 gram ke kereta 1. Massa kereta 1 sekarang menjadi m, +50 g. Ulangllangkah a sid d.

Ulaog; langkah peroobaan e dengan menambah beban lagi ke kerefa dinamika 1 dan keretadinamika 2. Usahakan agargerak kereta dlnamika selalu menjauhi pewaktu keUkdan tidak beroalikarah. Pewaktu ketik tidak dapat digunakan untuk merekam gemk yang beraran mendekati pewaktuketik.

e- L.engkapitabelS.1 dengan data yang didapalkan.

_ -fasil Pengamatan

-3!leIS.1

Kerola Dinamika 1 Kerela Dlnamlka 2 Jumlah Momentum

Laju Tumbukan Laju Tumbukan Sebelum Sesudahm,(kg) m,(kg) Tumbukan Tumbukan

. V, (emfs) V, (emfs) v, (emfs) v; (emfs) m,.v,+ m,.v~ m,.v; + m."v;... ... ... ... ... ... ... ...... ... ... ... ... ... ... ...... ... ... ... ... ... ... -... ... ... ... ... ... ... ...

_ Kesimpulan

a Sama besar, hamplr sama besar. atau sangat berbedakah jumlah momentum kereta sebelum dansesudah lumbukan?

D. Jika kesalahan hasn pereobaan diperkenankan sampai 10%. dapatkah dikalakan bahwa hukumkekekalan momentum lerverifikasi oleh percobaan ini?

29

~,- -.' . . __ -.,; ._. . KINEMATlKA'"DAN DlNAMIKA" -. ~. . .. - w;··

MU09 Hukum Kekekalan Momentum pada Ledakan1. TUJuanPereobaan

seieten melakukan percobaan 101slswa dlharapkan dapat memverifikasi hukum kekekalanmomentum pada "ledakan".

2. Alat Pereobaan

No. Kotaloo Nlm •• llt JmlFPT 16.02166 ReI Presist 1FPT 16.04/68 Kald Rei 2FPT 16.03/67 Penvambuna Rei 1FME 27.01 8eban B<>rceiahdon 1sel

Penaaaniuna. 250 aramFPT 16.17/85 Tumpakan BerpenJepil 2FME 51.34/69 Kereta Oinamlke 2PMK 201 Pasal< Penumpu 2

No. KoUlloa Nama alat JmlFME 51 OS Tol, Niion 1GLAOll Guntina 1PMK 202 Peoas unluk Kerela 1

Korek Api 1

KKW71 Jam Henli 1KNE26 l1mbangan 1

3. Peogantar dan Persia pan Pereobaan

Dalam Percobaan MU 08 telah dlpolajari konsep momenlum. Percobaan MU 09. konsep momenlumakan diterapkan pada "Iedakan" bonda tunggal menJacll due benoa.. Sebelum ledak~n bendamempunyal momenlum sarna dangan not dan setelah lumbukan setlap banda memilikl momenlum yangarahnya berlawanan sato sama lain. Kecepatan setiap benda berganlung pada massanya.

Tujuan dasar unluk peroobaan Inl edalah membangun sebuah ide bahwa momentum sebuah slslemadaleh kekal. Sebuah slslem adalah sebuah benda alau sekumpulan benda yang geraknya akandlanalos,s.Daiam percobaan ini siSlem ilu aclalah dua kenna donamlkayang "dijaclikan satu" oIeh talipengikal dan pegas. Jika tall dopuluS.ada gaya ontemalmenyebabkan kedua kerela terp;sah yang satudengen yeng lain. mirip "Iedakan". Karena gaya-gaya yang menyababkan 'edakan" itu ada di daiamsislem tersebut, momentum sislem haruslah kekaLDengan kala·kata lain:

MOMENTUM SEBELUM TUMBUKAN = MOMENTUM SETELAH TUMBUKAN

Blla M massa sistem yang dltlnjou. dan slstem pecah menjadl dua bagian A dan 8 yang massanyaberturut-Iurul m. dan m•. Jika lajunya berturut-turut v. = o. v" dan v•• menurut hukum kekekalanmomentum haruslah:

Atau:

Atau:

30

(91)

(9.2)

(9.3)

~ •• ---..----~-~ ... -~~ .... ----.'~___...;_.:...- • ....; •• ~--'--" < ~.- .... ;:. ~ .::;Q~ "'.- \..".

. KINEMATIKA DAN DINAMIKA

;...a negalif C-) pada persamaan 9.3 menunlukkan bahwa kedua kerata bergerak berlawanan arah.

• memvarifikasl hukum kekakalan momenrum pada ledakan perlu c!lverifikasi kesesualan:;oonart ean (9.3) dengan hasll percobaan. Inilah yang akan daakukan pada percobaan inc

..-entukan laJUkedua "pecahan" benda digunakan pendekatan (sprokSimasi) sebagai benkut:

_ah menyebelah benda yang "meledak" dilempalkan penghalang pada jarak sedemlklan_"J9IiIlI dleapal oleh tiap·tlap peeahan dalam selang waklu t yang sarna. Umpamakan jarak pecahan~ <0 penghalang bsrturut-turut adalah s. dan s" laju maslng-maslng peeahan setelah tumbukantIer.uM·rurut:

V '" tl.S. danVa .. AS.A ~I tl.1

........Isama, I dapat diambll sebaqal satuan waklu unluk kedua laju. dan s,dan s,dapat dipakai~., ukuran lalu sesaat masing·masIIl9 betanan pada saat lerjadlnya "Iedakan" (serupa dengan~""bll polongan pila kelik sepanjang selang waktu sarna paea penenlukan lalu dangan"*WJ"skan pita kelikl).

.. UIwr Massa maslfl9"masing kerets menggunakan neraca. Misalkan m,untuk massa kereta 1. dan m,<I1IIU<. massa kerats 2. Cstal has..pengukuran pads Tabel9.1.

IJc IUogkat atat peroobasn seperti lertihal pads Gambar 9.1. Kedua kerela dllempslkan dibaglan~h reI. Oisebelah menyebelah kereta, dekat ulung rei dlpasang sato tumpakan berpenjepll.

eu:.. sepolong Isli nilon sepanjang 5 em sedemiklan rupa sehingga eukup un!uk menegangken~ keUka benang dlJeplt pada kereta Unluk memudahkan menJepil benang pede karels. ada

• iiieillual simpul pada masing.masing ujung benang.

seutas tali ntlon tad, dl antara kedua kareta.

" P 'lg pegas paoa muka kereta yang saling berthadapan.A!ur sedemlklan rupa sehingga pegas. lepss sebelum peroobaan dlmulai. Pegas eeraoa dalam keadaan tegang.

Gamba, 9.1

31

4. Langkah-Iangkah Percobaan

B&g/8n 1:Menggunalran dua "erela dinamlka yang memH/k/ msss» sam.

a. Tandai dan calat posisi awal masing-masing kerela dinam,ka pada rei. Biarkan posisllnl tetap padalangkah-Iangkah selanjutnya.

b. Kedua kereta akan di'edak·kan dengan membakar atau menggunting tali nilon menggunakan korekapi atau gunting sampal tan pUiuS. Kedua kereta akan terdorong pegas dan bergerak menujupenghalang yang ada dl sebelahnya. Dengan mencoba-coba beberapa kali u~hakan agar keduakereta rnencapal penghalang pada saat yang sama. Inl d,ketahul dan bunyl benturan kedua keretadengan penghalang. Buny; benturan harus terdengar pads saat yang sama.

c. Setelah kedua kereta mencapai penghalang pada saat yang sama, ukur jarak tempuh keretadinam,ka dan posisi awalnya masing-masing. Jarek inolahyang berturut-turullaju sesaat v, kereta 1dan laju sesaat v,kereta du. setelah "Iedakan·. Canlumkan has"nya pada TabeI9.1.

d. lengkapi ruang kosong yang bersesllian dengan nasn-nasuperhltungan.

Bagian 2:Menggunakan kerela dlnamika d.ngan masss yang barbeda.

e. Ulangllangkah percobaan a sarnpal f dengan menggunakan kereta 1 yang massanya ditambah.pertama dengan Massa 50 gram. lalu dengan Massa 100 gram. dan akhomyadengan massa 150gram. Atur pos"i lumpakan berpenjepil seliap kali penambahan Massa sehingga kereta akanmenumbuk iumpsxan berpenjepil datamwaktu yang sarna.

5. Hasil Percobaan

TabeI9.1.

m,(kg) m,(kg) V, (mlsekon) v,(mlsekon) m...v, mrvl

... ... ... ... ." ...... ... ... ... --. ...... .. ... ... ... ...... ... ... ... ... ...

6. Kesimpulan

a. Perlksa hasll perhilungan pad. TabsI9.1. unluk kolorn m;v, dan kolom m,.v•.Jika kesalahan padepercobaan d,perkenankan sampal10"4. dapatkah dikatakan bahwa persamaan (9.3) lerverffikasloleh pereobaan ini? Jelaskanjawaban Andal

.., , , " ,, ,..........•.................................................. ,.

32

~- ~- - . - • -~ -~- "J._ •. . . . KINEMATIICA DAN OINAMIKA

to Amatl kecepatan kereta dlnamika 1 dan 2 paoa percobaan yang monggunakan beban kareta 1yangbarbeda. Apa yang dapat Anda katakan mangenal keeepatan bsahan yang massanya barbeda·beda?

....................................................... , , , ,

33

~;.c.o. _;_. ........ _~ ,. ._ ' .... ,_ .......... "~~._,,._ • ... .... _"'-'_ .... ,. __

• '. . .:: KINEMATIKA DAN. DINAMIKA. ~. ';- . - .' :. - -~

MU10 Hukum Kekekalan Energi Mekanik1. TUJuan Percobaan

Setefah melakukan percobaan ini Anda diharapkan dapal memverifikasi hUkum kekekafan

energl pada energi mekanik, pada perubahan energi potenstat menjadi energl kineUk.

2 AlaI Percobaan

No. Kalal"" Nama .'at JmlFPT 16.02166 Rei Pros!sl 2FPT 16.03167 KaJdRoi 2FPT 16.04168 PenVambuno Rei 1GSNI85 KIem MoOa 1FME51.08 Tall Nilon 1GSN 126 KaIlOl 1

FME 2701 8eb.1n 8eroelah, 50 gram 3

No. Kataloa Nlma_tat JmlFME5140 Powaktu KetJk 1FME 51.3469 Kereta Dlnamil<a 1GMM221 Meteran,3m 1FME69 PiIa KOOK 1KAl60/SA Catu Dava 1KAl99l10-025 Kabel Penghubung 25 em, 1

HltsmKAl 99f2O.02S Kabel Penghubung 25 em,

Mersh 1

Penganlar dan Persiapan Percobaan

Jlka sebuah benda bermassa m, pada mulanya dlam, jaluh dari ketlnggian IIkarena adanya larikan gaya'

graff'asl, benda lersobul kehDangan one'g' polenSl8lnya sebesar mgll (g adalah percepatan grav,las,)dan berubah menjadi energi ~inetlk % mil; v adalah lalu akhfr benda (atau slstern) pada akhlr jatuhnya

benda. J,ka perubahan ko bentuk energi lain, sepertl monJad, kalor dan bumyi, dapat diaba,kan, makarnenurut nukum kekekalan ene'gl:

Energl potensial yang hilang , Perla mba han energl klneUk, atau

mgh:}Smll (10.1)

oalam percobaan ini Anda akan men1Veflfikasi kebenaran hukum kekekafan ene'gi mekanik dongan

membuktlkan kesamaan besaran mgh dengan bessran % mv' delam persamaan di 81as. Untukmemperoleh inl, sebuah massam(sebuahbeban)d1gunakan unlukmanarik benda fain yang bermassaM

(sebuah kereta dinamlka) yang batgeral< di sepanjang ret (rei domiringkan sedikit untuk mengkompensasl

adanya gesekan seperti pada percobaan hukum II Newton tentang gerak) (Gambar 10.1).

Karena beban m dan kereta dinamika terhubung ofeh tali yang sefalu dafam keadaan tagang, talu beban

akan selalu sama dengan fa)u kareta. Jlka v adalah la)u sislem tersebut, energ' kinellk sistem adatah

~m"M)v'. Oleh sebab Itu, persamaan (10.1) dapat ditulis men/adi:

mgh = ~(m" M)v' (10.2)

Jad',jika dalam percobaan Ini ditemukan bahwa dalam batas-batas ketelitian suatu percobaan,

mgh ~(m+ M)v', hukum kekekalan ene'gi mekanlkdianggaptefllerilikasi.

_-'_~''';;;,._ _. __ __..._::_,___ ............ .___._.. ~__ ••.• T_& ....... -,,.,. __'-;;";"::__ i_ ....

- , KINEMATIKA DAN DINAMIKA

rt "'.~'. ,i!/tJ[

m

Fh

, Lanta;

Gambar 10.1

a ui<Urmassa kerata M dangan alat-alat lambahannya ijika ada) dan nyetaken massa datam saluan.9 CatathargaMdelamTabel10.1

I) Rangkai atat peroobaan sepertJ pada Gamba' 10.1 Salah saw kaki rei (j,Ungg,kan sed,kll dari kakl.:Jlnnyaunluk kompensasi gesekan.

e.. Gantung beban 50 g pada uJung tall yang menggantung di dekel ketrol Gantung baban setlnggi..,ungkin dan lanlal untuk memperoleh tinggi h sebasar mungkin.

':Ul( sementare gunakan tumpakan berpenjepot unluk menahan ke,eta agar barada cfodekal_aklu ketik.

• Pewaklu ketlk dan pite kellk dalam keadaan slap untuk diJalenkan. Upayakan agar pila ketok dapatoergerak sebebas-bebasnya selama pita ditarik oleh kereta selama percobaan.

£ ta"gkah Percobaan

• Ul<urJarak dari 5151 bawah beban ke lantal. Nllallni akan dlbari lambang n dan catat hasilnya ke dalam-able 10.1.

Bersoaplah untuk melepaskan kereta dlnamika agar bergerak di sepanjang. rei dan menangkapnya.ada saat akan mencapaiujung rei unluk mencegah kerela bergerak keluar rei dan jatuh ke Ian tal.

><odupkan pewaklu ketik dan lepaskan kereta dlnamika, biarkan bergerak dlsepanjang tel danlangkaplah kereta ketika hampirsampal ke uJung rei, lelapl setelah beban menyenluh lantal,

...epaskan pita darl kereta dinamika dan perlksa hasil kelikannya.

:atoka .sistem mulal bergerak, Slstem tersebut (beban dan kereta) bergerek dengan dipercepatR'TIpal menyentuh lantai. Selelah gaya tank hilang, slstem bergerak lurus beraWran.

35

e. Tandai awal gerak lurus berawran pade pita kel,k, dan potoog Pita sepanjang 5 ketlk.

Potongan pita Inl dlgunakan sebagal ukuran kecepatan skhir sistem, Dengan menganggap pewaklukebk bergela. dengan penode T = 1150 (atau 0.02) debk, 8m fisisnya adalah 5 keok ekivalen dengan5 • 0,02 = 0, I detik.

f. Ukur panjang (s) pita dalam 5kebk dan nyatakan dalam saluan m.

g. Hltung laJuakhir ststern menggunakan persamaan v = ...!.. mls dan catat hasllnra ke dalam Table 10.1.0,1

h. Ulangilangkahasampaigdenganbebanm= l00gdanbebanm= 150g.

i. Lengkapl Tabell 0.1 dengan data yang dldapatkan.

5. Hasil Pengamatan

Tabell0. I.

m(kg) M(kg) (m+M)(kg) hIm) v(mIs) mgh(J) !h (m + M)"" (J)

0,050 ... ... ... ... ... ..0,100 ... .., ... ... ... ...0,150 ... ... ... ... .. ...

6. Kesimpulan

8. Besaran apa yang dlnyatakan oleh nilal mgh dan nilal % (m + Mjol?

................... , , ,' , , .

............................................................................................................. , ..

b. Jlka kosalahan data hasll percobaan dlperl<enankan sampai 10'4. dapatkah dikatakan bahwa hukumkekekalan eneryl mekanik tervertikasl oleh percobaan Inl?

............................................. - ~ ..

......, , , " ,.._ - ' ..- ..••••• • •• h _ .

..................................................................................................................................

36

U11 BandulSederhana-ujuan Percobaan

Setelah melakukan percobaan Ini Anda dlharapkan dapat menentukan perioda bandul T, dapatmenjelaskan karakter Rsis bandul sederhana berdasarkan hubungan perioda bandul T danparlJ8ll9 bandul, dan hubungannya dengan massa bandul.

2 AlaI Percobaan

No. Kalalog Nama al,t JmlPMG 180 Bola BanduJ ,

setFME 51.08 Tall Nllon 1PMK201 Pas<lk Penumpu 2KKW71 Jam H""d 1

Kmtas Graflk mm 1

1 Pengantardan Perslapan Percobaan

3andul se<terhana merupakan suaJu benda kecildiseb!J1 bob). biasanya berupa benda berbentuk

co;a padal, dlgantung pada seutas tall yangoassanya dopat diabaikan dlbandingkan denganr:3SSa bola dan pSl1Jangbandul sangal bessr=ncMgkan jan-jan bola Ujung la.n taliOgantung pada suaiu gantungan tetap. Gambar

I 1 memperllhatkan gambar skema pendulum~. TIhk Oadalah posist setimbang

Dca pendutum diberi slmpangan kee.1 dan. --urlSn d.lepaskan, pendulum akan berosIlasl

Jam due tltlk. (mlsatnya tltik A dan B) denganA!r'IOdaosllasl yang tetap, yaitu T. Satu osItasl

oOe&1isican sebagai gerak bola dari A ke B dan

I!tomIlali ke A. atau.dan B ke A dan kembaN ke B,~ gerakdan tlUk0 ke A ke B dan kembali kG titik O.

Penurunan seeara teoritia perioda T bandul_na yang simpangannya kecil (leboh kedtO!I'o?O) memberikan persamaan:

T22 ~{t (11.1)

~h panJangbanduJdan 9adalah peroapalan gravitasl.

~PUDAK_.c £HTI,"'O

oA

i ~~ l1tlkgantung. . lelep

I

oBo

Gambar 11.1

37

Panjang bandull adatah jarak darl tltik gantung telap ke tlllk pusat massa bota pela!. Untuk bola pojat, titikpussl masa bola ada dlll\l\( \engah bota.

4 4 'Persamaan(11.1)dapald,tulismenjadl r.- I. Karena - untuklempatlilrlenluadalahtetap.g ggrafik r ternadao Iseharusnya be,upa garis tuNS. Jlka daJam peroobaan dltemukan bahwa grafik rterhadap I berbentuk tUNS, atau mendeka~ tUNS, persamaan (I I I) dapa\ d.tenma atau tervorifikas;kesah,hsnnya. Pemvenfikasian in; axan dilakukan pada baglan portama percobaan.

B. Rangkal alat peroobaan sapert1 lerllha\ padaGambar 11.2 dan tempatkan rangkelan alai dlpinggir meja.

Jlka dlmungklnkan, jepil kakl starlf menggunakanktem untuk mendapatkan UlIk gantungan yangslabi.

b. Pasang bosshead dl bagian ujung atas batangslatn dan pasang pasak pemlkut pada bosshead.

c. Gunakan bola pejal 35 9 sebagal bandul dan il<atbola terse but menggunakan tall sepanjang 1,20 mdan ber! tanda pada tafi sebap panjang 20 emmenggunakan spidol.

d Ikatkan tall dengan tanda pertama tepal padalubang gantung pasek pernlkul sedermktan rupasehingga panjang total bandut adalah 20 cm.Panjang diukurdarl pusat massa beben (bola)

e. S,apkan jam henll.

Gamba< 1124. Langkah-Iangkah Percobaan

8aglan 1:Hubungan antsrs Tdan I, m diportahankan tldak berubBh

a. Beri simpangan pada bandut k.ra-kira 3em dari titik kesebmbangan.

Ambit salah satu lillk sebagal IIl1kacean, Anda depat menggunakan UUk0, Utik A, atau titik 8 $Obagaitlllk acuan. UmpamakanAnda mengambil bilk 0sebagai titik acuan.

Tetapkan berapa kall osilasl yang akan dlukur waktunya. Semakin banyek Jumlah ayunan , samakintelill nilai perloda yang didapatkan. Pengukuran 20 osilasl sudah cukup balk.

b Lepaskan bandut. Ketika Anda sudah dalam keadaan siap, jalankan jam hen!i pada saat bola pejatmelewallillik 0 ke arah tartentu (ke kirlatau ke kanan, mana saja bolah d;plllh). Mulallah membllang"setu" ke!lka bandul melintasi lagl 0 pada arah yang tacit, membtlang "dua" keUka bandul melewaUtitik itu lag. pada arah yang sema, demikoan selerusnya sampai membilang 20. Pada saar itu malikanjam neml,

38

, • ~ ... ' ,- ~ \. ...... .1.... " J.-:~ --." •• - - _...__ • -.:..- _ ... _,..__ ..... - '.- ~'GET;'RAN"'"

c. 3ac:awaktu 'yang lerterapadajamhentidancalalpadaTabel11.11

l-'1\ungperloda T berdesarkan rumusan T =N' ,dan catat nllal yang dldapal ke dalam TabeI11.1.

e. LIang. langkah a sampal d dengan menggunakan pallJ8ng tall (bandul) yang berbeda Gunakan.:latljilng bandul sepert. pada Tabel11.1.

i..label 11.1 dengan nilal yang dldapalkan pada percobaan dan dengan nllel-nllal nasu menghltung.

;;."allah grafik yang menyatakan hubungan anlara .,. dan I.

!lan grafik tersebut benkan penUalanAnda tenlang kesahihan hubungan antara r dan Iseperti yangdi"ramalkan' pada "Informasl Tambahan" dl alasl

~n 2: Hubungan anlara T dan m, I dipertahankan lidak berubah

Sabn data untuk bandul dengan bola 35 9 dan penjang 60 em pada Tabe111.1 ke dalam sel-sel yangsesuald.dalamTabeI11.2.

3ar>bbola 35 gram dengan bola 70 gram sebagal pendulum. Panjang bandul d.bual60 em

",oangllangkah percobaan a sampal d dan catal hesll oercobaan pada TabeI11.2.

L>;zs Tambahan

.an pengaruh beser sudul ayun (slmpangan) pada besar n.lal perioda bandul T.Gunakan sate ataute!:>enlpa dala pada label sabagal aeuan.

C -.nil Pengamatan

..:=- '11 Hubungananlara Tdanl.mdlbuattelap

totassa bola bandul 35 gram

Pil:iiI' '!Ibandul (m) 0.20 0,40 0,60 0.80 1,00 1,20

fta1<:;" unluk 20 ayunan f(S)

!"Ift:Ica T (s )

:c'

"'.:!:e -- 2 Hubungananlara Tdanm. Idibuallelap

~bandul(m) 0,60

1Ias$::lOIa bandu] 35 gram 70 gram

=:JnIW< 20 ayunan I (s)

i1roca T(a)--PUDAK_.; _.-'.'0 39

6. Kesimpulan

Berdasarl<angrafik 7' terlladap ldapal dd(atakan bahwa hubungan T ~ 2 ~ SAHIH{T1DAKSAHIH(corelkala atau kala-kala yang tldak benarl). sebab:

................... , , .

.., , , , ,...•................... , , , ,., " ..,..............•..... ,.,, .

.......... -" .

Massa bandul BERPENGARUHlfIDAK BERPENGARUHlomadap periode bandul (coret kata atau kata-kalayang tidak bene,l)

40

... _ ... ~.... _ ......._ ..........__ ........ __ ....._. _... _".-<._:..._.~ .... ~~_O'<_lIi

GETARAN. .

LJ12 Osilasi Beban yang Digantung pada PegasTujuan Percobaan

Setelah melakukan percobaan ini slswa diharapkan dapat memverifikasi hubungan antara~a dan masa baban pada osilasl pagas.

%.. AlaI Percobaan

..... Kalalog Nama.lat Jml;ue 51.01101 Oasa' Statif 1"l.IE 51.02102 Kakl Statil 1'-=" 301250 Sat8ng Slatif. 250 mm 1xs: 301500 Batang Statlf. 500 mm 1:OS.. 162 Bosshead. U.. _ 1

No. KataIOli. Nama alai JmlFME 51.26139 pegas Holik. 10 N/m 1FME 51.27/40 P~.sHalik. 25 N/m 1PMK201 Pasak Panumpu 1KKW 71 Jam Henu 1FME 27.01 Beban Bereelah dan loot

Panggantung beban

1. "'enganlardan Perslapan Percobaan

Oil sebuah benda bermassa M digantung pada

-"'9 bawah sebuah pegss, uJung atas pegasm;.asang pada lillk yang tetap sepertl pada

Gamba' 12.1. mass. menarik pegas ke bawahd!!ngan gays (berat) Mg yang menyebabl<an

;.egas leregang sedem,kian cupa sehingga beban

ber.IOa pada poslsl O. Jlka beban ditarik ke bawah-:," gaya tambahan F. pegas akan mulur sejauh y

1II!C"'!III8 berada pads bbk A Menurut hukum

-=0' e. gaya F yang dlpe,lukan untukc.<'I9hasllkan slmpangan Ini adalah I<y; dl slnl k

acaah tetapan pegas. Jika baban dJlepasl<an.

;;;a-... pemulih ky menghasnkan sebuah percepatan...cagaimana diberlkan oleh nukum Newton kedua

~ge(ak:

lltik langkaptetap

"'ty..../~>...J. ......

ky=M.a (12.1) Gamba' 12 1Oslla81Beban yang Olg.ntung

pada P8g8$P!rsamaan (12.1 )dapat dlubah menjadi:

a=ky/M (12.2)

-=::s.amaan di atas adalah persamaan dasar untuk~ harmonik sederhana. dengan percepalan a sebanding dengan simpangan y. dan perfodanya

dber ·..IOOIeh: {MT=2 VT (12.3) atau. 4 •1'=-M

k(12.4)

41

Seniuk kurva "'Ierhadap AI akan berupe garis Iurus. karena semua besaran lain adalah lelap.

~ adaleh kemiringan garls. Dengan mengelehui kemiringan garis. telapan pagas kdapatdihltung.k.

J,ka massa AI dilepaskan. massa akan betos.las. harmon,k ke alas dan ke baweh di antara duaksdudukan ekstrim A dan 8 (ntik 0 adalah titik kesetimbangan baben M) dengan periods tetao. Massalersebut dlkatakan melakukan satu ositasi jika beban bergerak dari tilik A kembaU ke btik A. dari B dankembafi ke bbk B. at au dati Odan kembatl ke bbk 0 setelah metewali bIlk A dan B. waldu yang diperlukanuntuk melakukan saiu kall osllas; disebut perloda osHasl. biasanya dilambang~an dengan huruf T.Jumlah osilasi per satuan waktu disebut 'rekuenSJositasi. biasanya dilambangkan dengen huruf'.

Pada percobaan inl akan d.vanfikasl hubungan antara perioda T den masse beban AI benda yangberosllasi. dengan basaran lain dibuat lelap. Dengan kata lain. pada percobaan ini Anda akan mencaribesar penoda massa yang barositasi. Karena penoda itu tetap dan blasanya sangat s.ngkat. akan tebihmudah jika waktu dlukur untuk sejumlah os lias; (mlsalnya 10 atau 20 osilasi) dan menghltung perioda dandala tersebul. Jika waklu untuk n osilasl adalah t.maka periodanya adalah tin.

01 samping 11U,Anda dapat mutal mengukur waklu kapan saja pada saat yang Anda anggap balk, tidakperfu memulal mengukur waktu keUka bandul bergerak pertama kallnya. Mlsalnya. Anda dapal mutalmengukur waklu keUka Anda betul-belut slap, dan ketika masse melewati bbk A atsu melewal. 8, alaukelika masse melewati titik kesetlmbangan.

Pada perc:obaan .nt akan dtgunakan babenbercelah sebaga. massa benda berosilasi. Denganmenggunakan baban bercelah massa bendadapat mudah d.ubah-ubah.

Setelah semua alat dlsiapkan, lakukan langkahbetikut

Rangkai alat percobaan seperti pada Gambar12.2.

Pasang pasak permkul pada bosshead. Kemudianganlung pegas hellk 10 Nlm pada pasak pemikul

Ganlung massa baben 100 g pada u/ung bawahpegas.

4. Langkah Percobaan

8ag/an 1:Hubungsn antara T dan AI. k dibuSI lolap

a. Beri slmpangan pada pegas dengan cara menarlk beban ke bawah leblh kurang dengan simpangan3 em. kemudlan lepaskan baban agar betos.asl disekltar lJI.ksebmbang.

Gamber 12.2

b. Siapkan jam hentl untuk mengukurwaktu osllast.

c. KeUka masse mencapai bilk yang balk. misalnya titik terbawah osilasi, jalankan jam henti.

42

~ng saiu, dua, Ilga ... dst. (sampai 20 osllasi),setiap kall bebsn berada pada poslsi lerbawah~nnya.

e "aI3a Mungan ke·20 malikan Jamhentl, baea waklu dan catat hasll pembacaan wak1upada TabellZ I

-.:ung waklU yang diperlukan unruk satu kah osliasl (penoda 1) dan catal has~ pertlliungan pada-~ 12.1.

lJIang,langkah percobaan a sampai r, seliap kali dltambehi 1 beban. Lakukan sampal5 babsn yangoe<I:Ieda.

s.gan 2: Hubungananla,a Tdank,M dibuallelap

Gantung pegas helik 10 N/m ke pasak pemikul yang ada pada bosshead unlvorsal. Ganlung baben<>adaujung bawoh pegos sadomlklan rups sohlngga massa beban odelah 200 gram.

_ ""9,langkah percobean a sampail dan cata! haSlI percobaan pada Tabel12 2

G;inb pegas 10 N/m yang diganlung pada bosshead universal dengan pegas 25 N/m. Masse bebanIldaJ<dlubah(M= 200 gram),

lJIar>citangkaha sampai rdan cata! hasil percobaan pada lUang yang terssa pada Tabel 12.2.

5.. n..i1Pengamalan

-...:;-:- .Z 1 Hubunganantara Tdan M,kdibuatletap (10 Nlm)

!C!r::lan pegas K (N/m) 10 10 10 10 10 10

IIass.; DebanM(kg) 0,10 0.20 0,250 0,300 0,350 0,400

lIIiIIIQJuntuk 20 osllasll (s) ... .., ,.. ... .., ..~T=tl20(s) .. .. ... ... ...;:: ... ... ... ... .., ...

-_ . Z 2 Hubungan anlara Tdan k. Mdibualletap (M =2009)

IIa5sa oeban M (kg) 0,20 0,20

~pegask(Nlm) 10 25

t::z!r;:J untuk20 osllasll (s) .., ...PIri:lc T= 1/20 (5) .. ...- ... ...

"&"puDAK_.-.e "'TI~IO 43

6. Keslmpulan

a. Dlpengaruhloleh massa bebankah penoda osilasi pegas? Jelaskan jawaban Anda berdasarkan data)'3ng diperoleh dalsm Tabe112.11

................................................................................................................................•••••••••• ••••••••••••••••••••••••••••••• •••••••••• , •••••• H .

•••••• ••••• ••••••• •••••••••••• 0, ••••••••• " ••••••••••••• , , •••••••••••• , ••• , ' ••• ,. Ho.U ••••••••• ~••••••• , ••••••.••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• •••••••••••• •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• H

b. Bergantung pada tstapan pegaskah period a osilaslnya? Jelaskan jawaban Anda bordasarkan data

padaTabel122!

........... , , " " , .

c. Sebul fakloryang mungk.n menjad' penyebab kesalahan pade hasil·hasil pengukuran di atasl

44

:-=~,;_~~, :'·':;''''~'':''::'''1·-'J.'''~"_.' -;: - -, .. .

U13 Osilasi pada Pegas PipihTujuan Percobaan

-E:elah melakukan percobaan Inl siswa diharapkan dapal memenksa pengaruh besar~pangan awal, panjang pegas pada perioda pegas; dan massa beban pada perioda pegas

PQIIl.

Z. .l,IatPercobaan

_Kat.IOg Nama alat Jml160 Pegas Plplh 1160 03 Pe<angkal Beban dan 1

p" S 151105 Mistar. 500 mm 1

~anlardan Persia pan Percobaan

- bahan elaslik cendorong kembali keawalnya kebka bahan itu diubah

"ya Elastisitas benmplikas, adanyawmullh sehingga memungkinkan bahan

l:ergetar atau be10511a51.Jlka gerak sebuah_ terj3d, secara beIlJlang dalam Interval

. _ atau perioda tenenlu, benda rtu

-.:aKan melakukan gerak period,k. SobagaiBlIl gerak periodik pada pegas piplh Gerakot!:t, yang lerjadi disebut gerak harmonik

~na Gerak harmonik sederllana dapal-barkan dengan rungsl sinus atau

CiS

No. Kat.log Hlma afat JmlFME 27.01 Beban e....cel.h. 50 gram 4

Kl<W 71 Jam H<lnll 1

Gambar 13.1

pell:Obaan In, akan dilihal pengaruh:es..-s.mpangan, pan)ang pegas, dan massa beban pada perioda pegas piplh.

sa!an semua alat percobaan disiapkan, lakukan langkah berikut Inl:

".a::I!i '4 alai peIl:Obaan seperti ter1'hatpada Gambar 13.1 dan lempalkan rangkaian d, dekat pill99lr

r::lEja percobaalL

Jep_: ""!las pipih dengan penjeplt yang disediakan.

=.-mduabebanbercelahSOgrampadaujungpegasmenggunakanperangkaibeban.

~)amhenti.

45

4. Langkah.langkah Percobaan

Bsg/an 1:Hubungan an tara por/ods Tdan s/mpangsn swa/. masss d/buat tstap

,.Gambar 122

a. Ulwr panJang pegs! pipih d,mulai dan pusat massa beban dl ujung pegas ka sisidepanJepitan pegas.

b. Tarik boban ke satah satu 5151pegs! sodemlkan rupa sehlngga beban lerdeneksi sejauh 6 em dari tltlk

selimbangnya. cat8lan: bbk setjmbang benda ada/Bhpada posisi tlhk O.

Ambit salah satu IlIlk sebagal acuan. Anda dapat memilih litlk 0, UUkA, atau tllik B sebagal UUkacuan

(Gam bar 13.2)

Tetapkan banyaknya osita51 pada pegas yang akan diukur waktunya, Semakin banyak- o511asi

yangdiukur semakin akura! nilai perloda yang dldapalkan. Mengukur sampal20 0511a51pada pegassudahcukupba,k.

c. Setelah samua slap, slmpangkan pegas darl tiUk slmpangan lalu lepaskan dan mulal hidupkan jam

henb keUka pegas rneiampaui tibk acuan. Hrtung satu osilasi kebka beban melampaullilik scuan lagi

dalam arah gerak yang sama, Lakukan sampal hilungan ke-20, dan pada hitungon osllasl keduapuluh, malikan jam henU.

d. Bacawaktu lsebagaimanadlpertihatkanolehjam henUdancalathasil pembacaanpada TabeI13.1.1

e. Hltung beser perloda 0511a51T menggunakan persamaan T =~ t ,dan catat hasil perhitungan inlpadaTabei13.1

46

f. Ulangllangkah percobaan 8 sampal e dengan slmpangan sebessr 3 em. Calat hasll percobaan pada

Tabel131 dan TabeI13.2.

Baglan 2: Hubungan anlara per/ods T dan massa beban m, simpangan awal dan pan/ang pegasdibuat retap

g. Tambahkan satu baban 50 9 pada masing·maslng sisi ujung pegas piPlh menggunakan perangkaibeban sedemik,an rupa sehlngga beban total monjad, 200 gram.

h. Ulangi langkah percobaan II sempai 9 untukslmpangan 3 em. Catatdala yang didapalkan pada Tabel

13.2 dan TabeI13.3.

~n 3: Hubungan antara period. T dan panjang pegss plplh, massa dan slmpangan awalc.bv3t I.tap

panJang pegas sedemlklan rupa sohlngga panjang pegas menJadl selengah panjang pegas~ percobaan sebalumnya. Massalotal beban d.buallelap yaitu 200 gram.

langkah a sampai d di atasdengan slmpangan 3 cm. Calal data yang dtdapatkanpada Tabel13.3.

c -~II Pengamatan

." 13.1

s: .J3ngan Scm 3cm

UON~ 100gram 100gram

F-.ang pegss pipih ..• cm ... cm

~unluk20ayunanl(s) ...

"'..noda T(s) .., ..,

132

5.."angan 3cm 3em

&lassa 100 gram 200 gram

Parljang pegas plpih ....cm ..em

waluunluk2Oayunanl(s) .. ...~8T(s) ..' ...

-.£M, 13.3

~aangan 3em 3em

uas.a 200 gram 200 gram

i=W';3og pegas pipih. .. em ..em

untuk 20 ayunan I (s) .. ...~T(s) ... ...

47

6. Kesimpulan

a Oipengaruhl oleh besamya Slmpangankah (defteksikah) perioda pegas? JeIa$k8n jawaban Andabefdasar1<.anpada data dalam Tabe113.11

•••.. •••• ••••••••••••••••••••••• •••••••••••••••••••.••••• •••••......... '! .......•••••••••••.•..•.....

b. Bergantung pada beban yang terpasangkah perioda pegas? Jelasken [awaban anda berdasarkanpada data dalam Tabe113.21

.......................................... , ~ .

........................... , , ", , " .., , , , .

c. Jika perioda dipengaruhi beban yang le<pasang padanya. apa yang rerjadj pada perioda pegasketika beban ditambah?

d. Berpengeruh jugakah panjang pages terhadap perloda pegas? Jelaskan [awaban anda berdasarkandata pada Tabe113.31

48

_~.I'''' ,.... ~__ , . ,. __ .........~_,,~ ..... ,~ "'J" .... ' 4:,..,.' •.• .-,.:>""-~ ..#_~--~ - GETARAN .

'JIU 14 Kurva OsilasiTuJuan Percobaan

Serelah melakukan percobaan im siswa dlharapkan dapel menganahsis grafik os.ias. pada<!gaS p,plh.

• .:..at Percobaan

_Kiltaloa Nlmaafat Jml"""0 160 Pea as PIDlh 1'. sv 151105 Mister. 500 mm 1:- 16003 POfMg ....lllGban dengan t

PengencanaFI.IE 27.01 Beban Bercetah. 50 gram 2

No. Kataloa Nama alat JmIPWV 16002 Pem"".na Pensli 1

Pensll 1Ke<tasM 1

;>l!fIganlar dan Persiapan Percobaan

ban bermassa m dipasang pada uJung sebuah pegas pipih. Ujung lain pegas dljepit sademlkan rupa~tongga pegas dapat berosilasi pada m arah horizonlal. Oiketahui bahwa unluk slmpangan yang kedls.liBya pemullh pada pagas sebandlllg dengan simpangan .Iu (Gambar 14. 1) .

..·········!:o~:: 1r=:g s~ ......

Gambar 141

..a syarat dl etas dipenuh •. pegas akan berosilasi harmonik. asalkan. masse pegas dapat dlabaikan pkaDandingkan dengan massa beban m. Fungsi slmpangan gerak harmonik pegas lerhadap waktu dapat:uJis dengan.

2",/(1)=..1'107 (14.1)

..Fetsamaan dl atas menyatakan bahwa grafik"""Qallgan lorhadap rungs; waklu berbenluk

usoida (Gambar 14.1). Perioda osltasl-bolkan dengan T sepertl letfihat pada

Garroar142

!'wt:ooaan Ini akan dlanalisis grank osilasi~ plpih pada panJang pegas yang~a dan rnerneriksa benlUk kurva~ ~an padaOSlia$l tersebul

~PUDAK_ .c: II!!.N"TU·,o

Gambar 142

49

~'-'~'" ... -~- ......--- ...·-'1t···-·~·......· .. --~- ..___...._-~.~. c: <..i ,. .' • ; .... ~ETAR!'N

a Rangkal alaI percobaanseperti terllhat pada Gambar 14.3

b. Jepll salah sato ujung pegas plplh pada jepllan yang lersedia.

c. Pasang pemegang pensil dan dua beben bercelah pads ujung lain pellas menggunaksn perangkaibeban dan pengencangnya.

d. Pasang kertasM dl bawah pegas.

e. AlUr posls; penSlIpada pemegangnya sedemikan rupa sehlngga ujung pensimanyenlUh permukaankertas dengan tekanan sedang saja (Udakte~aJukualdan juga \ldsk te~alu Jemahl).

4. Langkah-Iangkah Percobaan,.._.-Pensil

Penjepltpeg•• Illplh

Klemme).

Gambar14.3

8. Simpangkan beban pada ujung pegas sebesarkira-klra 5 cm dari tifik setlmbangnya.

b. lepaskan bebsn serta larik kertas dengsn laju yang tetap sedemlklan rupa sehingga lergambargrafik 05.lasl pegas

c. Periksa grafik yang dlhasilkan. Jika grafik \ldak lenihat dengan jelas atur lagl poslsl pensil dan ulangilangkah dl alas.

d Ulangi langkah dl alas dengan menyimpangkan beban sebesar 10 em dan t.Uk setimbengnya.GerakkBn kertas secera pe~ahan sepertllangkah.

e Ulangllangkah a sampai d untuk pal\)ang pegas setengah panJangpegas pada pen:obaan awa!.

50

- . :. _. - .~ " . . -'.'. ..". ~..... - ....• GETARAN

:.. Kesimpulan

Bagalmanakah bentuk grafik osilasl yang dlhasilkan pegas? Sinusoidalkah, ~Inusoldal teredamkah,alau benluk lain? Jawab berdasarkan grafik yang didapaU

" , , , , " , " , , ,

....... ··· ..··..·.·····.··· H........ . ............. . ... ..

b. DoIngan meng9unakan grafik yang didapal, berikanllulos definisl aatu osllasl penuh sebuah pegas .• ..a perlu tunjukkan dengan memberl tanda pada kurva yang dlsebut satu osilesi!

.......................................... , , , .

.................................................................................. ....................... . ..

............................ . .

- i'erbedaan apa yang dapatAnda temukan pada grafik osilasi pegas dengan slmpangan yang besarcan.peda Simpangan dengan yang keell, dengan panjang pegas yang sama?

................. " ,. ........... , , , .

•• • •• • , h~ , ..

Pertledaan apa yangdapat anda temukan pedagrafil< kebl<a panjang peges dibuat berbeda?

•

;.uDAK'PC « ... ".00 51

MU15 Percepatan Gravitasi1. Tujuan Percobaan

Selelah melakukan percobaan inj siswa diharapkan dapal menenlukan percepatan gravitasimenggunakan banduk sederhana

2. Ala! Percobaan

No. Kat.'oa Nlma a.at JmlFME 51.01101 Oasar Sta~I 1FME 51.02102 Kakl Stabl 1KST3OI2SO Satang Stalll. 2SOmm 2I(ST 30/500 Salang StB"'. SODmm 1GSN 162 Bosshead, UnlvOfsal 1

(15 1)

dimana I adalah panjang bandul dan 9 adalahporcepatan gravltasl.

4 •1'=-1

it (15.2)

Persamaan (15.2) mempunyal kemiringan garis4 •

sebesat _ Oleh karane itu grafik .,. tethadapg

Idapat dig"nakan untuk mangukur nilal g.

Panjang bandull adalah jarak dari gantungan tltIktangkap tetap ke pusat massa baban bola bandul..

Seteiah samua alat percobaan disiapbn. lakukanlangkah betikut Inl:

a. Rangkal alat percobaan saporti terlfhat padaGambar 15.2 dan tempalkan didekat sisipingg;r mela percobaan.

Jika memungkinkan. jepit dasar stalilsedemlklan rupa sehlngga titik penggantungbandul tJdak berpindah.

52

No. Kalolog Nama alat JmlPMG 160 Bola Bandul 1FME 51 08 Tah Nllen 1PMK201 Pasak Penumpo 1I(I(W 71 Jam Hentl 1GMM 221 M,st.r Pita. 3 m 1

:::~ Tltlk gantungtotap

~ Sud",ayunan. (Slmpangan)

3. Pengan!ardan Persiapan Percobaan

Penurunan sscara teoritis dldapatkan bahwa period. r sebueg bandul soderhana deng.n slmpanganyang keell (Ieblh keell dart 7·) dlberikan oleh persamaan:

r=2H

I

oB

Gambar15.1

*.~ -.:::-.z~-...._ .. _*' .1 _....~ _. ~ _ * • • - • ~ ••-.~-..~ -, •

GETARAN

Pasrg bosshead universal peda ujung atas batang statil· ...sangbearing pin ke bosshead.

Gar:'l,m9 bola bandul pada seutas lall yang panjangnya~ os 1 m dan buat 7 tanda litlk slmpul pada tall dengan

• ..ntara 2 tanda slmpul sebesar 10 em. Jarak 1IIIk$.._1 pertama diukur dart pusel massa beban.

• ~ tah pada bearing Ptn sedem.klan rupa sel'lInggaIand8 ",,"pul ke tuj1Jhlepal dl pusal lubang earing PtO.i<'a:;iallg bandul adatah 70 em.

s.;.;. ....lem henl!.

~..ah Percobaan

l1pangan pada bandul sabesar J em dar! tillk-.nt>angan (titik 0).

salah satu Illik sebagal acuan Anda dapat memilih

o atau !JtikA. atau bilk B sabagalt.bk acuan (Gambar

-an banyaknya osilasl pads peges yang akan dlukur"'ya. Semakln banyak osilas! yang dlukur semakin

....... ""al perloda yang didapalkan. Mcngukur sampal20QI(asa pada pegas sudah cukup balk.

~ senwa telah slap. Iepasl<a/1bandul dan blik simpangan awal dan muJaihldupkan jam henbIlOIa bandul mencapal bilk acuan. Hrtung satu osilasi keUka IlOIa bandul mencapal bbk acuan

ca'am arah gerak yang sarna. Mung dua ketika bola bandul mencapal bilk acuan lag; dalam arahAINI. dan lakukan sampa, hilungan ke·20. Pada Mungan osllasl kedua puluh. matikan jam

Gambar15.2

Sa::awt<tu Isebagalmana diperlihalkan olehjam henUdan calal hesll pembacaan pada Tabel 15.1.

~ be.oarperiodaosiiasi Tmenggunakan (T: 26 I J.dan catathasllperhitungan Inlpada Tabel12.1.

Irg. ah percobaan a sampal d menggunakan panjang bandul yang berbeda sebagaimana..-I~pada tabel dibawah .

...e:-.~;;iruang kosong pada label dongan data yang didapatkan.

~ pada label. buat grafik T'lelhadap lpada kertas grafik.

~ lentukan keminngan garls kurva yang didapatkan unluk menghitung nllai g, percepatan...,.:aSjc!..'empalmu.

S3

Tugas tambahan

Periksa pengal\Jh besar simpeng"n pada perloda Tbandul sedamana. Anda dapat menggunakan satualau leblh data pada label sebagal acauan.

5. Hasil Pengamalan

TabeI15.1.

Panjang bandull (m) 0,70 0,60 0,50 0,40 0.30 0.20 0.10

Waktuuntuk20ayunant(s)

Perioda T(s)

7"

I(m)

Grafik 15.1

6. Kesimpulan

a Berapa besar (dalam %) perbedaan n,la, g yang dldapalkan dalam percobaan in, aengan nltaipercapalan gravltasi dllempal anda?

b. Sebulltan beberapa sumber penyebab kesalahan pa<Ia dala pengukuran yang didapatl<an?

o.'t, ••••••••••••••• , •••••••••••••• ,' •••••• ~••••••••••••••••••••••••••••• + •• ,' ••••••••••• , •••••••••••••• , •••••••••••••• ,'

54

J 16 ResonansiBandulSederhana- _.....n Percobaan

SO: :II melakukan percobaan ini siswa dlharapkan dapat menentukan (rekuensl resonansitandu, sederhana.

;,. lo.~t Percobaan

"". Kal.loa Nlma alat JmlRtf 5' 01101 Oasar Stam 1"lIE S' 02102 Kaki SIa~f 1

,0:51 3() '250 Satang StaUf. 250 mm 2~~ 3(>500 Batang Stallf. 500 mm ,qjtE 51 08 TallN,lon I

No. KataJog Nama alat JmlPMG '60 Bola Bandul 1GSN '6' _.Bulat ,GSN 162 80&._. Universal 2PMK 201 Pasak Penumpu IKKW 71 Jam HenU I

- "engantardan Perslapan Percobaan

-s aOalah suatu kondlSl (keaclaan) <>SiIaslatau getaran~em kebKamenanggapi (merespons) gaya penggerak

~ • k yang mempengaruhinya clengan arnplltudo,., Contohnya. sebuah bandul sederhana ada dalam

~ resonansi llka bandulltu menghasilkan amplltudo osnast=="",m pada waktu merespons ternadap suatu gaya berubah

_ . dertgan Irekuensltertentu yang dladakan kepadanya.~ .. akan Anda menentukan frekuensi gaya boIak·balik

tIeroSilasi) yang menyeOObkan bandul berosilasi dertgan="*'_ "Tl8ksimum. F,ekuensl 1m akan dibandlngkan denganalam.ah bandul.

S!':l!!'!3n semua alat percobaan disiapkan. lakukan langkah be,iku!

SusI6I alaI perc0b8an yang letah distapkan sepelll pad.~:C:-·6.1.

O..,ungklnkan, lepll dasar statif ka me,a peroobaan~"nakan klem agar Ittlk lumpu bandul tldak bergoyang.

~. bosshead pada ulung alas batang staHl dan~.an pasakpem.kul ke bosshead.

~::QIII bola togam 35 9 seOOgai masse OOndul dan~ pada tall ntlon 50 em. Siapkan jam hen!; sebagai_~urwaktu.

Gambar16.1

55

4. Langkah-langkah Percobaan

a Bert slmpangan pada bandul klra·klra sebesar 3 em dati tillk kesebmbangan

Telepkan banyaknya os, las! pada pegas yang akan dlukur waktunya. Semal<Jn banyak osilasi yangdJukursemal<Jn akuran nUa,penoda yang didapatkan. Mengukur samps, 20 osilasl pada pegos sudaheukupbaik.

b. Setalah semua telah siap, lepaskan bandul dari t,lIk simpangan awal dan mulal hldupkan jam henftkeUka bandul mencapal tltIk aeuan. Hltung satu osllasl kebka boja bandul mencapal bUk acuan lagidalam arah gerak yang sama,lakukan sampal h1!ungan ke-20. Pada hllungan kedua puluh, malikanJam henti.

c. Baca waktu I pada Jam hen IIdan catat ha,llnya pada TabeI16.1.

d Tentukan perioda T.meOO9unakan rumus T. ~ ~ dan frekuens, f.menggunakanhasllnya pada Tabel 16.11

1r.- 1; .Calat

8. lepaskan bandul dari t,t,k tumpunya Pegang uJung Ian bandul pada panJang 50 em ladl dengsn jarilangan (panjang bandul tldakdlubah).

r. Ayunkan langan penahan-pertanen ke kin dan ke kanan dangan amplitudo klra·klra 2 5 em (Gambar16.2).

g Dengan amplitudo lebih kurang tetap. berangsur.angsur na,kkan frekuensl bandul sampa' ditemukanrrekuensi yang menyebaoxan bandul berayundengan amp6tudO maks,mum Penahankan ayunanpada keadaan inll

h Tentukan perfocfe dan trekuansr bandul dengsn carasama sepertl langkah d Namakan perfede danfrekuensi Itu benurut-turut r.dan f,. caiar tlasll·tlasllyang didapat pada Tabel 16.1.

U1angllangkah percobaan a sampai h untuk panjangbandul 2S em. calel hasil yang dtdapau pada lUangyang tersrsa dldslom TabellS.1.

S. Hasil Pengamatan

TobellS.1.

Atal> garaJ< tongan

\

\

\

,,,Atah gerak bandul\

).>.'I \,:...•

! I /,,,,~, .-. "" W'1/. ,

fl.f,Gambor162

,Panjang Bandul Periods T. Perloda T, f. t:

(em) (5) (5) Hz Hz

50

25

56

·---...-.'~.' '-_ _ .._- -_........ , -",.' ... ,.. .. ... -.... .-__:-~~~'-'.,..... ......:,

GETARAN

I(~simpulan

£arujJngkan besar frekuensi resonansf t; dan frekuensl alaml f, pegas. ssma, hampir sama, atausangal berbedakah f.dan f,.?

.......................... " .. '.' "'.~ " , " .., ~ .." _., , ,0- •••• , ~ ,' , .

........... , - " , " _, ,., ",'.'", ...... ,", ,'" ",.,"', , " ',., , , .

3erapabesarperbedaan '.danf,daJam%?

....................................... ,.", , , " , ..

......................... , .

• Seoutkan sumberpenyebab kesalahan pada data hasil percobaeo?

................. , _..' " .

57

MU17 Resonansi pada Pegas Helik1 Tujuan Percobaan

Setelah melakukan percobaan inf siswa diharapkan dapat menentukan frekuensl resonansipagas helik.

2. Alai Percobaan

No. Katalog Hama alit JmlFME 51.01101 Dasar Stabl I

FME 51.02102 Kaki SI.til 1

KST 3O/S00 Belong Siafif. SOOmm 1KST 3O/2SO Balan<! Stabl. 250 mm 1FME 51 261'J9 Pegas Heldt. 10 Nlm 1

3. Penganlardan Perslapan Percobaan

Delam percobaan Inl Anda akan menenwkan f'rekuensl pada penerapan gaya osilasl sahlOg9a pegasberosilasi dengan amplilUdo maksJmum (keadaan resonansi). Frekuen.. resonal\Sl in, akan

d,bendingkan dongan lrekuensl alamo pegas.

Setelah samua alat percobaan d,siapkan.lakukan lengkah berikut Inl:

8. Susun alai porcobaan yang lelah dlsiapkan sepert! terllhat padaGambarH.l

Jil<a memungkinkan, tePd daser staUf ke nleJa percobaanmenggunakan klem agar bbk tumpu pegas bdak berayun

b. Pasang bosshead pada ujung atas balang stahl dan masukkanpasak pemikul ke bosshead.

c. Pasang pegas 10 Nlm pada statil dengan cara mengganwngkansalah saw ulung pegas pada pasek penukul.

d Pasang beban bercelah dan ponggantung beban pade ujung

bawah pegas sedemikian rupo sohingga massa beben adalah100 gram.

e Siapkan Jam henU.

4. langkah-fangkah Percobaan

a Berl simpangan pada pegas dengan cara menarlk beban ke bewail sebesar kira-kira 3 em dari btlk

keseUmbangannya

Gambar 11.1

b. lepaskan beban dan tenlukan perioda alarruah T, peges dengan cara seperti pad perc0b8an osDasi

pegas yang iatu (gunakanl0 20 ayunan untuk menenluk TJ.

58

_-~:"~-''''-J'-'"''''''_~o •

MllSsa Perloda T, PeRoda T, f. r.Gram (5) (s) Hz Hz

100

200

- Danhasilnya, hitung frekuensi alamlah" peges.

Cotathasil-hasiinYll pada Tabel17.1.

_epaskan pegas dari gantungannya pada pasak pemiku!. Pegang ujung atas pegas dengan jari:angan.

Gerakkan tangan ke atas dan kebawah pedahan-lahandengan simpangan kim·kira 2 5 cm.

;)engan amplituda kira-kira tetap. perbesar Irekuensi gaya ke atas dan ke bawah yang dlgunakansampal pegas berosilasi dengen amplituda sebesar-besernya (makslmum). Inilah keadaan-=sonansi peg as.

-entukan periode T. dan rrekuensi f, pada keadaan resonaost inj dengan cara sama seperu pada;>erCObaanyang lalu. Catat hasll.hasilnya dldalam TabeI17.1.

-ambahkan beban pada pengS_lilung sedemjk!an rupa sehlngga massa beban menfadi 200 gram.u.angllangkah peroobaan a sampal h dan catat hasil-hasilnya dl datam Tabe117.1

!. -..,.11 Pengamatan

---_-eo 11.1

~mpulan

s..:.alllgkan basar Irekuensi resanansl t,can frekuensi alamiah '. pegas. Sama. hampir sarna, atauS<<'gdt berbedakah nllai f,dan nllal f.?

~ , ~ _._ .

:;e.apa besar perbadaan (dalam %) nila; f. dengan nila! to'

........... ,.,.., .......................................................................................... , .

................ - ~ , - ......................................... ..

59

MU18 HukumHook1. Tujuan Perc:obaan

Setelah melakukan perc:obaan Inl siswa diharapkan dapal menentukan hubungan antara gayayang bekerja pada pegas dan perpanjangan pegas

2. AlaI Perc:obaan

No. Kataloa Hilma alat JmlFME 27.01 Scban S.. eelah dan 1 $at

Pen"".nl\JOOPMK201 Pasal<_pu IFME 51.27/~0 Pegs. H"'~.25 Nlm 1KSM 151105 Mls,.r. 50 em 1

3. Pengantardan Perslapan Perc:obaan

Bil& sebuah benda dlregangkan oleh gaya. panjang benda bertambah. Blla benda maslh barada dalamkeadaan alas"" (batas elastisilasnya belun> dilampaul). portambahan panjang ", manurut Hooke,sebandi:lg dangan beser gaya F yang mefegangkan benda. Asas Inl bertaku Juga b3gi pegas heliks,solama batas elasilisitas pegas tldak tetlampui. Asas Inl dapat dlrumuskan delam bentuk persamaan,yallu:

F=·k.lx

Pade persamaan ini k dlsabut tetapen pegss yang diselidild. Bliadlbual grafik antara F dan liX, dan persamaan dI atas benar, grafiklersebulakan berbentuk garis lurus.

Sotelah semua alat percob3an dlSlapkan.lakukon langkeh berikut inl

a. Susun alai perc:obaan yang lelah distapllan sapo", le~lhat pedaGambar18.1.

b Pasang bosshead pada ujung atas b3tang stati!.

c. Masukkan pasak pemikul ke bosshead dan ganlung pegas padepasak pemlkuJ.

5. Langkah Perc:obaan

Catalan: De/am perc:obaen ini dJgunakan W. m.g. Wada/ah beflllbeban (N), m massa (kg). dan gada/all perc:epalan gl'8V1tssi (g = 10mldetiK) Gambar 18.1

a. Ganlung 1 (saw) beban (W,= 0.5 N)ke u;ung bawah pagas. Nllal Ini adalah beTat baben awal F,unlukpagas.

b. Uku. panjang awal pegss ',. Agar Udak membingungkan, ukur panjang pegss darl suatu Ubk telapteratas (mlsalnya IepI bawah pasak pemil<uI) ke suatu bbk telap tetbawah (misalnya ujung bawahpagas).

60

- " "..------- . - -... ... .. ' . ,- ._~..~"",,~_"""_'Jc._~ .... ",,:.-.-..!\.~,f"'.1t. J. LW. •• r; },L.. _ ...." ... - --........._.~ GETARAN. .

Carat W dan I.pada bagian Hasll Pongamatan.

-arobah 1 beban pada baban awal dan uku. panjang pegas I seperti lanQkah percobaan b. CalatCE<at!otal beban W dan Ipada Tabe118.1

_""'9"angkahpercobaaneselJapkalodengan penambahan 1 bebandaniengkaplTabel18 1.

-:x.a1gtllfik pertambahan panjang pegos dengan perubahan besarbeban IF dalam grnfik 18.1

: .... :yafk. hrtung kem.nngangans yang d.dapaU<8n menggunakan persamaan IF untuk mencari!:.1!ga tatapan pegas k. III

:lesar tetapan pegas k adalah.

~ Pengamatan

-4!a has.1pengukuran dan lengkapotabel dJ bawah .

.: .",,,.m; Fo= Wo~ - N.

ISetlulkan sumber penyebab kesalahan pada hasll percobaan.

, 1

.C':" ::oF " (W - F,iN ~m) .lJ ; (1- l,im

e~.~ .. ...·s ... ... •.Z,J' ... ...;:~ .. .

JJ

~P<Jlan

PI \SIP (asas) penllng yang Anda lelah dlpelajan dati peroobaan di alas, khususnya tanlang!b:

............................................................. , ,. .. .

61

MU19 Perambatan dan Pemantulan Gelombang Transversal1. Tujuan Percobaan

Setelah melakukan percobaan Inl slswa diharapkan dapat memahaml perambatan danpemantulan getombang transversal pada ujung terikat dan ujung bebas menggunakan talikaret.

2. Alat Percobaan

No.KaUllog Nam •• Iat JmlPMEOIO Tah Karel EIIShS. 3m IKST 301250 Sal8ng Slalil. 250 mm I

No. KotaJog Nama alit JmlGLAOII Gunting I

3. Pengantardan Porslapan Percobaan

Gelombaog adaIah parambatan gaogguan atau ene'gi. Jlka sebuah tali dlben gaogguan dengen earamenyimpangkan sarah satu uJungnya,gelombang akan menjalar <II sepanjang tan dongan laju yangbergantung pada tegangan tall dan kefapelan massa tall

Pads percobsan Inl diamali parambatan dan pamantutan gelomb.ng transversal menggunakan talikarol.

Pe,oobaan In.lidak memerfukan perslapen unluk merangka. atat.

Porambaton dan pomanlulan go/ombang transversal pada ujung terikat.

a Sebailmya peroobaan dilakukan secara berpasaogan.

b. Pegang salah salu ujung lall karel, dan pasangan Anda memegang ujung lain laU pada mejapercobaan sedemikian sehiogga ujung ini lidak berubah letaknya (Gambar. 19.1).

4. Langkah-Iangkah Percobaan

Gambor 19.1

c Talid"enlangkan agak kendur dengan arah horizontal (tegangan tal,lidak lel1alukual).

iJrC)y'9A~62

:-.,-.. '. - ~ .. ~ . -_ -, -:--""':";''''':;''-L_ -. ....• , __ ~ ........ __ ._......4. J~:"'."""__..• " ~ -~_~ __.... ~_----- .'__ -, . - GELOMBANG MEKANIK

d BerisimpanganselengahO$ll8s.padaulunglaliyangdipegang~esaluarahdengancepat

e. Amali yang te~ad. dl sepanjang tali. Pariken (gembarkan/cerltakan) yang Arrda amall pads baglanHasil Pongamatan.

f. Amali yang t""Jadl setetah gangsuan meneapai ujung benang yang ada dl maja Gambarkankejadian le'sebut.

Penlalaran dan pamantulan gelombang transversal pada ulung bebss.

a, Bual simpul pada ulung salah salu tali sedemikan rupa sehlngga $lmput mempunya dlllmeler Ieb.hkurang 5 em dan masu~an batang slatil 250 mm ke delan lubang slmpul (Gambar 19.2). Mintaternan Anda memegang balang staUltersebuldengan kedl/dukan horizontal.

Gambar 19 2

b. Rentangkan tali dangan ara" horizontal dangan legangan yang tidek terialu kuat.

e. Ben simpangan selangah osilasi pada ujung tan yangArrda pagang ka satu arah sara dengan cepat,

d. Amatiyang tetjadidi sepanjang tali. Perlkan yangAnda amah.1u pads baglan Hull Pengamatan.

e. Ameli yang te~adj setelah gangguan mengenai ujung benaRg yang bebas pada batang slat.l,Gambarkan kejadlan tersebul.

S. Hasll Pengamatan

Perambatan dan pam.nfulan gelombang transversal pada ujung terikat

a. Dlpantulkan atau IIdak dlpantulkankah galombang kebka mencapai uJung terikat?

...................................................................................... ,', , .

63

b. Jika lali disimpangkan ke arah kin, ke manakah arah slmpangan gelombang yang lerpanlul? Ke ~iriatau ke kanankah arah simpangan gelombang panlulnya?

., , ,' ~""""""'" ,., ,.., ,'

c. Berdasarkan hasil pengamatan tersebut, dapatkah dikatakan bahwa peribedaan rase anlaragetombang datang dan geJombang terpanlul pada ujung terikat adalah 180'? Jelaskan jawebanAndal •

................................................... .

Perambatan dan pemantulan gelombang transversal pad. uJung bobBS

d. Mengalami atau tidak mengalami pemantulankah gelombang keUkamencapal ujung bebas?

e. Jika tall disimpangkan ke arah kirl. kemanakah arah simpangan gelombang yang terpantul? Kekinatau ke kanankah arah slmpangannya?

•••••••••••••••••• ~ ••••••••••• ~. ~ •••••••• , ••••••••••• ,.,' •••••••••••••••••••••••••••••••• u .

.... ~ ~.~.~.,_ ,.,.··v····· .,.

f. Berdasarkan hasll pengamatan dt alas, dapatkah dlkatakan bahwa tldak ada peribedaan raseantaragelombang datang dan gelomb'ng terpantul pada uJungbebss? Jelaskan jawaban!

·······.·············.u , , ,_ .

6. Keslmpulan

Tuilsken prinsip-prinsip penting yang lelah Anda pelajan pada percobaan inl, khususnya mengenaiperambatan dan pemantulan gelombang transversal.

....... , ,", , .

......... , ,.' ~ , ,

......... , "0 ••••••••••••••••••• , •••••••••••••• ,', ••• " .

64

MU20 Gelombang Berdiri pada Tall1. TujuanPercobaan

Setelah melakukan percobaan inl siswa dlharapkan dapat menentukan frekuensi dasar danfrekuensl harmonik gelombang berdiri pada tali.

2. Alai Percobaan

3. Penganlardan PersJapan Percobaan

Pada Percobaan MU 19 Anda mellhat bahwagelombang terpant\ll pada bidang balas medIum.Jika gelombang delang lerus menerus.gelombang panluljuga akan terJadl torus monerus.

Getom,b8ng datang dan gelombang paolol akanbennletforensi satu sama lam. Bila kondlslnyatepat, akan terjadi galombang bardiri pads 1811.Terjadlnya gelombang berdlrl ditanda! olohkehad,ran simpul dan perul dalam med,um

tersebot.

Gelombang dlcirikan oleh adanya panjanggelombang ~. Irekeuensl I. dan kecepalangelombang v. Pads percobaan Ini Anda akan

memerlksa silat-slfat gelombang berdiri danmemeriksa hubungan antara frekuensi dssar dan

frekuensl hanmonik sebuah tall

Hubungan leoriUs antara frekuensi dasar(hanmonik oertama) dan frekuensl harmonikdlbenkan oIeh persarnaan benkul

,,- t,2,3" .. (20.1)Gambar20.1

r.adalah frekll&flSl hanmonik ke-n. n adalah bllangan bula!. n = 1 adalah untuk lrekuensi dasar (frekuensi

No. Katalog Hama alat JmlFAl29 Pombang!<'! Getaran 1PMK201 Pasek Penumpo 2FME 5108 Tan Nllon 1GMM221 M stat Pita. 3m 1FAl25 Pembang~'l FrekuensoAudio 1

Tall"_

Pemtlangkll getaJan

hanmonlk pertama) f, . n = 2 adalah untuk rrekuenSl harmoolk kedua I,. dan selerusnya.

Pada percobaan 1nl Anda juga akan memeriksa hubungan Irekuensl dasar dan rrekuensl hatmoniksebagairnana dltunjukkan oleh persamaan 20.1

65

Setalah semua 91111percobaan dlsiapkan,lakukan longkah berlkullnl'

a Rangkai alaI sepenHen.hat pada Gamba! 20.1

b. Pasang bosshead pada balang staOf.

c. Masukkan pasak pemlkul pada bosshead.

d. lkat ujung·ujung tali pads pembanglol getaran dan pada pasak perrukul sedem.k.an rupa seh.ngga

panjang lail yang terikat adaleh 60 cm.

e. Hubungkan pembanglot gelaran ke pembangkll frekuensl audM)menggunakankabel penghubung.

f. Atur tombol pembangk,( frekuensl audio agar menghasBkangelombang sinus dan frekuensl d,buat

nol.

UJungnya.dan saw peru! pada bagoantangahlall. OsTIa.!tail benluk Inlla~adi pada frokuensl

alamlah atau frekuensl easat. Baca frekuensldasa, (frekuensi hatmonik pertama) pada

pembangk,t frekuens; dan catat hasllnya padaTaba120.1yang ada Hull Pengamotan

c. Naikkan frekuensi pad. pembangkit f,ekuensl sumpa; (et)adl .,mpul dllengah tali sepenl Gamba,.

4. Langkah.langkah Percobaan

B. Hldupkan pembanglot frakuensl audio.

b. Naikkan frekuensi secara perlahanmenggunakan tombot yang ada pada

pembangklt frekuansi audIO sampai t"'lad. p

gatombang berditi seperu pada Gambar 20.28

Gelombang berdlrl yang dlhasilkanmampunyal dua simpul. yailu pada IIap

s

s,I)

s sp

p

S

S P

SP

p

S S

(0) Ie)

Gambar 20 2

20.2b. Gelombang berdlri yang dlhesllkan adaleh frekuansl hermonik kedu. (I,) tail tersebul. Baca

'rakuensl hanmonikkedua', dati pembangkll frekuensl dan calatke dalam TabeI2O.1.

d. Na,kkan lagl frakuansi pad. pembangkrt frekuensi sehingga didapalkan getombang berdiri sepertl

pada Gambar 20.2c. Frakuensl yang dldapatkan adaJahfrekuansl harmonJkkellga lall tersebut Baca

frekuensi harmonic ketiga " dati pembangkitfrekuensi dan catat hasilnya ke dalam Tebel20.1.

e. Naikkan lagl frekuensi pada pembangkit lerkuensl jika tall mas.h dapal menghas.lkan geiombangbard;,i dengan frekuensl harmlnik yang leblh IInggl. carat hasilnya pada lam pal yang terslsa pade

Tabe120.1

66

. . _ ..• ""1",""~"",,,_,,,,,,,,,_,,_,, ,,,,,,""""'__..4J:··_ ....".... - ". _..... . . -'" .... - ..~~. -----.- GELOMBANG MEKANIK• I

5. Hasil Pengamatan

Taba120.1

No Frekensl '1', N

1 f.= Hz ...... ..2 fiG ...... Hz ...... ......3 f~:.. Hz .... ......4 f,:;. ... .. Hz ..... ......

6. Keslmpulan

a. Jika Anda mempe<l<enankan terjadl kesalahan sampai 10%, dapaU<ah dlkatakan bahwa percobaanInl sudah memvcrifikasl hubungon an tara frakuensi dasar dan frekuensl harmonlk pada tab sesualdeny.s persamaan r.= n .f,? Jelaskan jawaben andal

......................................

b Pads percobaan do alas. mengapa gelombang bard", hanya 18I)adi pads Irekuensl lertentusaja? Jelaskan J8waban Andal (Catatan, Untuk menj8wsb pflltanyaan 1111,bsrtJngkall Anuamembutuhkan buku pe/sI8",n 5600gsi Bcuen) .

.......................................................................... , , ..

............................................. . _................. .. ..

67

MU21 Gelombang Berdiri pada Pegas Helik1. Tujuan Percobaan

Setelah melakukan percobaan ini siswa dlharapkan dapat menentukan frekuensi dasar danfrekuensi hanmonik gelombang berdiri pada pegas helik.

2. Alat Percobaan

No. Kalaloo Nama alat JmlFME 51.01101 neree Slab' 1KST 301500 Salano Slalil. 500mm 1KSi30/250 8alang sraur, 250mm 1GSN 162 80sshead Unlvensal 1GSN 161 BO$Shead.Bulal 1

3. Pengantar dan Persiapan Percobaan

Pada percobaan MU 20, Anda lelah menyelidikifrekuens; dasar dan [rekuensi hanmonik dangelombang berdiri pade seulas tall. Padapercobaan In! AnCfa akan melakukan ha' yangsama untuk gelombang longiludinal berdirl padapegas helik.

Selelah samua alai percobaan dlslapkan, lakukanlangkah benku! in;:

•. Rangkai alai percobaan seperti lerfihat padaGambar 21.'_

b. Pasang bosshead pada balang slatif.

c. Masukkan pasak pemlkul pads bosshead dankailkan peges pada pasak pemikul dan padapembangkilgelaran.

d. Hubungkan pembangkit ge!aran kepembangkil frekuensi audio menggunakankabel penghubung.

e. Alu, lombol pembangkit frekuensi audio untukmenghasilkan gelombang sinus dan frekuensidibualnol.

4. Langkah-Iangkah Percobaan

e. Hidupkan pembangkit frekuensi audio.

68

.No. KataloQ Nama alat Jml

FAL29 PembangkJt Getafan 1PMK 201 Pasak Penumou 2PME 100 Pegas Hellk, 4.5 Nlm 1KMS 151105 Mistar. -50 an 1FAL25 Pembangkl. FrekuenslAudio I

Bos5head. unlvel"$aI

---- Boss""..,. bulal

pogas he:lik-~1....--- Satangstaor

Gambar21.1

b. Nalkkan frekuensl secara parlahsnmenggunakan tomixll yang ada padapombangkit Irekuensi audio sampal lerjadlgelombang berdln sepertl pada Gambar21 2a Gelombang berdln yang d,hasilkanmempunyal dua simpul, yaltu pada liapujungnya. dan satu perut pade baglanlengah pegas (osilasl makslmum), OsIIaSlpegas benluk on; leqad, pada IrekuenSlalam, atau frekuenSl dasar Bace nolaiIrekuansl dasar (Irekuensi harmonokpartema) pada pembangkll Irokuensl dancolal hasllnya pada Tabel 21,1 yang adapade HasllPengamatan dl bawah.

Carolan.' Sebage; eCUBnunluk manamukonfrekuensi dasar pegss, gunakafl poIongonkef!8s (alau pita kehk) dan ganrungpoIong8lllersebut di bagran leng8h peQBS-

Frekuensi dassr dodapal k811k8 19IJadl

O$Ilasi dangan simpangan maks,mum padaI<artas,

c. Nolkkan trekuensi pada pembangkil (rekuensl sampallerjadl slmpul dllengah pegas seperti Gambar21,2b Gelombang berdiri yang dlhesllkan adatah frekuensl harmonlk kedua (f,J pegas tersebul. Saca(rekuensl hanmonik kedua f,pembangklt Irekuensi dan catateaea Tabel21 "

s(a)

s s

P

s

p

s(b)

p

sp

s

p

s(c)

d Nalkkan lagllregkuensi pada pembangk,llrekuensl sehlngga cl1dapatkan ge!ombang berdin sopo'"pad. Gambar 21.2c. Frekuensl yang dodapal adalah frekuenSi harmon k kebga pegas tersebet, C8latfrekuensiyang didapat pad a Tabet 21 1

a Nalkkan tagl frekuenso pada pembangklllerkuensi jika pegas mas hdepat menghasilkan getombangbardln dengan lrekuensi hanmon.k yang lebih lin99" catat has,lnys pada tempa! yang tersrsa padsTabel21 ,1.

5. Has" Percobaan

Tabet21.1

No Frakuensi (fl, n

1 I, :: Hz ......

2 f,. ..... Hz ." ... .. ...3 f.=...." Hz ...... ......4 t,« ...... Hz ..... , ......5 t." ...... Hz .. ... H ••••

69

70

6. Keslmpulan

Jlka kssatanan data diambli sampai 10%. dapalkah dlkalakan bahwa percobaan Inl lelahmemvenlikasi hubungan anlara frekuensl dasar dan frekuensi harmonik pada pegss sesuai denganpersamaan f.: n .f.? Jelaskan j8W8banAndaI

.................... :-....................... ..