LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR

“PESAWAT ATWOOD”

Disusun oleh:

1. Dita Damayanti (065113157)

2. Gersom Pratama S. (065113158)

3. Haryanto Dwi P. (065113148)

4. Kians Azizatikarna (065113164)

Kelompok Kelas “E”

Tanggal Praktikum

04-11-2013

Asisten Dosen:

1. Anggun A.S, S.Si

2. Desi A

3. Hilda Wahyuni

LABORATORIUM FISIKA

Program Studi Ilmu Komputer

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

UNIVERSITAS PAKUAN

2013

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Tujuan

Dengan dilakukannya percobaan ini, maka mahasiswa dapat mempelajari :

1. Penggunaan Hukum-hukum Newton

2. Gerak beraturan dan berubah beraturan

3. Menentukan momen inersia roda/katrol

1.2    Dasar Teori

Galileo melakukan pengamatan mengenai benda-benda jatuh bebas. Ia

menyimpulkan dari pengamatan-pengamatan yang dia lakukan bahwa benda-

benda berat jatuh dengan cara yang sama dengan benda-benda ringan. Tiga puluh

tahun kemudian, Robert Boyle, dalam sederetan eksperimen yang dimungkinkan

oleh pompa vakum barunya, menunjukan bahwa pengamatan ini tepat benar untuk

benda-benda jatuh tanpa adanya hambatan dari gesekan udara.

Galileo mengetahui bahwa ada pengaruh hambatan udara pada gerak jatuh.

Tetapi pernyataannya walaupun mengabaikan hambatan udara, masih cukup

sesuai dengan hasil pengukuran dan pengamatannya dibandingkan dengan yang

dipercayai orang pada saat itu (tetapi tidak diuji dengan eksperimen) yaitu

kesimpulan Aristoteles yang menyatakan bahwa, ”Benda yang beratnya sepuluh

kali benda lain akan sampai ke tanah sepersepuluh waktu dari waktu benda

yang lebih ringan”.

Selain itu Hukum Newton I menyatakan bahwa,

”Jika resultan gaya yang bekerja pada suatu sistem sama dengan nol,

maka sistem dalam keadaan setimbang”.

ΣF = 0Hukum Newton II berbunyi:

”Bila gaya resultan F yang bekerja pada suatu benda dengan massa m

tidak sama dengan nol, maka benda tersebut mengalami percepatan ke arah

yang sama dengan gaya”.

Hukum Newton II memberikan pengertian bahwa :

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

2. Besarnya percepatan berbanding lurus dengan gayanya.

3. Bila gaya bekerja pada benda maka benda mengalami percepatan dan

sebaliknya bila benda mengalami percepatan tentu ada gaya penyebabnya.

Pesawat Atwood bekerja dengan memanfaatkan hukum II Newton, yaitu

“percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan gaya total  yang

bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massanya. Arah percepatan

sama dengan arah gaya total yang bekerja padanya.”

Hukum Newton III:

”Setiap gaya yang diadakan pada suatu benda, menimbulkan gaya lain

yang sama besarnya dengan gaya tadi, namun berlawanan arah”.

Gaya reaksi ini dilakukan benda pertama pada benda yang menyebabkan

gaya. Hukum ini dikenal dengan Hukum Aksi Reaksi. Faksi = -Freaksi untuk

percepatan yang konstan maka berlaku persamaan Gerak yang disebut

Gerak Lurus Berubah Beraturan.

Bila sebuah benda berputar melalui porosnya, maka gerak melingkar ini

berlaku persamaan-persamaan gerak yang ekivalen dengan persamaan- persamaan

gerak linier. Dalam hal ini besaran fisis momen inersia (I) yang ekivalen dengan

besaran fisis massa (m) pada gerak linier.

Momen inersia suatu benda terhadap poros tertentu harganya sebanding

dengan massa benda tersebut dan sebanding dengan kuadrat dan ukuran atau jarak

benda pangkat dua terhadap poros.

I ~ mI ~ r2 untuk katrol dengan beban maka berlaku persamaan:

a = (m+m1) – m2 . gm + m1 + m2 + I/ r2 dengan 

a = percepatan gerak m = massa beban I = momen inersia katrolr = jari-jari katrolg =

percepatan gravitasi

Udara akan memberikan hambatan udara atau gesekan udara terhadap

benda yang jatuh. Besarnya gaya gesekan udara yang akan gerak jatuh benda

berbanding lurus dengan luas permukaan benda. Makin besar luas permukaan

benda, makin besar gaya gesekan udara yang bekerja pada benda tersebut. Gaya

ini tentu saja akan memperlambat gerak jatuh benda.

Untuk lebih memahami secara kualitatif tentang hambatan udara pada

gerak jatuh, kita dapat mengamati gerak penerjun payung. Penerjun mula-mula

terjun dari pesawat tanpa membuka parasutnya. Gaya hambatan udara yang

bekerja pada penerjun tidak begitu besar, dan jika parasutnya terus tidak tidak

terbuka, penerjun akan mencapai kecepatan akhir kira-kira 50 m/s ketika sampai

di tanah. Kecepatan itu kira-kira sama dengan kecepatan mobil balap yang melaju

sangat cepat. Sebagai akibatnya, penerjun akan tewas ketika sampai di tanah.

Dengan mengembangkan parasutnya, luas permukaan menjadi cukup

besar, sehingga gaya hambatan udara yang bekerja pada penerjun cukup basar

untuk memperlambat kelajuan terjun. Berdasarkan hasil demonstrasi ini dapatlah

ditarik kesimpulan sementara bahwa jika hambatan udara dapat diabaikan maka

setiap benda yang jatuhakan mendapatkan percepatan tetap yang sama tanpa

bergantung pada bentuk dan massa benda.

Percepatan yang tetap ini disebabkan oleh medan gravitasi bumi yang

disebut percepatan gravitasi (g). Di bumi percepatan gravitasi bernilai kira-kira

9,80 m/s2. Untuk mempermudah dalam soal sering dibulatkan menjadi 10 m/s2.

              Untuk membuktikan pernyataan diatas bahwa jika hambatan udara

dihilangkan, setiap benda jatuh akan mendapat percepatan tetap yang sama tanpa

bergantung pada benda dan massa benda, di dalam laboratorium biasanya

dilakukan percobaan menjatuhkan dua benda yang massa dan bentuknya sangat

berbeda di dalam ruang vakum.

Sehubungan dengan hal di atas, Gerak Jatuh Bebas adalah gerak suatu

benda dijatuhkan dari suatu ketinggian tanpa kecepatan awal dan selama geraknya

mengalami percepatan tetap yaitu percepatan gravitasi, sehingga gerak jatuh bebas

termasuk dalam gerak lurus berubah beraturan. Perhatikan karena dalam gerak

jatuh bebas, benda selalu bergerak ke bawah maka unutk mempermudah

perhitungan, kita tetapkan arah ke bawah sebagai arah positif.

BAB II

ALAT DAN BAHAN

2.1 Alat

1) Pesawat Atwood

2) Stopwatch

2. 1 Bahan

1) Keping, massa 2 gram dan 4 gram

BAB III

METODE KERJA

1) Ditimbang beban m1, m2, m3 (usahakan m1= m2)

2) Diletakkan beban m1 pada penjepit P.

3) Diletakkan beban m2 dan m3 pada kedudukan A.

4) Dicatat kedudukan penyangkut beban B dan meja C (secara tabel)

5) Bila penjepit P dilepas, m1 dan m3 akan dipercepat antara AB dan

selanjutnya bergerak beraturan antara BC setelah tambahan beban tersangkut

di B. Waktu yang diperlukan untuk gerak antara BC dicatat.

6) Diulangi pecobaan di atas dengan mengubah kedudukan meja C (ingat tinggi

beban m2)

7) Diulangi percobaan di atas dengan menggunakan beban m3 yang lain.

BAB IV

DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN

Berdasarkan pengamatan dan percobaan yang telah dilakukan pada hari

Senin 04 November 2013, maka dapat dilaporkan hasilnya sebagai berikut :

4.1 Data Pengamatan

Keadaan Ruangan P (cm)Hg T (°C) C (%)

Sebelum

Percobaan5,6 28 59

Sesudah

Percobaan6,2 28

A. GLB

Massa bandul = 227,4 gram

Diameter katrol = 12,86 cm

Jari-jari katrol = 6,43 cm

No. Massa Keping S t V

1.2

25 1,57 15,92

30 1,41 21,27

2.4

25 0,96 26,04

30 0,93 32,25

3.6

25 0,63 39,68

30 0,85 35,29

X - - - 28,40

B. GLBB

No. Massa Keping S T a (cm/s2) v (cm/s) I (gr.cm2)

1. 225 2,23 10,05 22,43 -1430,3

30 3,23 5,76 18,6 4580,4

2. 425 2,08 11,55 24,02 -2554,8

30 2,06 14,1 29,04 -3819,8

3. 625 1,72 16,9 29,06 -4853,3

30 1,50 26,6 39,9 -9640,4

4.2 Perhitungan

A. GLB

Perhitungan V

V = st

Pada massa keping 2

a. V = 25

1,57b. V =

301,41

V = 21,27 V = 15,92

Pada massa keping 4

a. V = 25

0,96b. V =

300,93

V = 26,04 V = 32,25

Pada massa keping 6

a. V = 25

0,63b. V =

300,85

V = 39,08 V = 35,29

X (V) = 15,92+21,27+26,04+32,25+39,68+35,29

6=28,40

B. GLBB

Perhitungan a

a = 2 s

t2

Pada massa keping 2

a. a = 2(25)2,232 b. a =

2(30)3,232

a = 10,05 a = 5,76

Pada massa keping 4

a. a = 2(25)2,082 b. a =

2(30)2,062

a = 11,55 a = 14,1

Pada massa keping 6

b. a = 2(25)1,722 b. a =

2(30)1,502

a = 16,9 a = 26,6

Perhitungan V

V = a.t

Pada massa keping 2

a. V = 10,05.2,23 b. V = 5,76.3,23

V = 22,41 V = 18,6

Pada massa keping 4

a. V = 11,55.2,08 b. V = 14,1.2,06

V = 24,02 V = 29,04

Pada massa keping 6

a. V = 16,9.1,72 b. V = 26,6.1,50

V = 29,06 V = 39,9

Perhitungan I

I = (m. ga −massabandul+2) .r 2

Pada massa keping 2

I = ( 2.98010,5

−227,4+2) .6,432I = ( 2.980

5,76−227,4+2) .6,432

I = -1430,3 I = 4580,4

Pada massa keping 4

I = ( 2.98011,55

−227,4+4) .6,432I = ( 2.980

14,1−227,4+4) .6,432

I = -2554,8 I = -3819,8

Pada massa keping 6

I = ( 2.98016,9

−227,4+6).6,432I = ( 2.980

26,6−227,4+6).6,432

I = -4853,3 I = -9640,4

BAB V

PEMBAHASAN

Pesawat atwood adalah alat yang digunakan untuk yang menjelaskan

hubungan antara tegangan, energi potensial dan energi kinetik dengan

menggunakan 2 pemberat (massa berbeda) dihubungkan dengan tali pada sebuah

katrol. Benda yang lebih berat diletakan lebih tinggi posisinya dibanding yang

lebih ringan. Jadi benda yang berat akan turun karena gravitasi dan menarik benda

yang lebih ringan karena ada tali dan katrol. Dalam percobaan ini yang dilakukan

oleh kelompok saya hasil I (Momen Inersia) dari kelompok kami adalah min (-)

seharusnya positif (+), hasil min (-) ini dikarenakan waktunya (t) terlalu

singkat/cepat.

I = (m. ga −massabandul+2) .r 2

Pada massa keping 2

I = ( 2.98010,5

−227,4+2) .6,432I = ( 2.980

5,76−227,4+2) .6,432

I = -1430,3 I = 4580,4

Pada massa keping 4

I = ( 2.98011,55

−227,4+4) .6,432I = ( 2.980

14,1−227,4+4) .6,432

I = -2554,8 I = -3819,8

Pada massa keping 6

I = ( 2.98016,9

−227,4+6).6,432I = ( 2.980

26,6−227,4+6).6,432

I = -4853,3 I = -9640,4

BAB VI

KESIMPULAN

Dari percobaan yang telah dilakukan maka dapat diambil kesimpulan :

Gerakan pada tali dapat dipercepat apabila di salah satu tali diberi beban lebih

berat dibanding dengan tali yang satunya.

Gerakan kecepatan akan tetap apabila benda yang digantung diantara kedua

tali tersebut memliki berat yang sama.

Semakin berat beban yang digantung di salah satu tali maka semakin cepat

pula gerakan tali yang akan turun, dan sebaliknya jika kedua ujung tali

tersebut diberi beban yang sama atau sedikit berbeda maka gerakannya tidak

akan dipercepat.

DAFTAR PUSTAKA

http://kdkray.blogspot.com/2013/07/laporan-praktikum-fisika-dasar-

pesawat.html

http://rikihidayathidayat.blogspot.com/2012/04/laporan-pratikum-fisika-

pesawat-atwood.html#close

http://antek-07.blogspot.com/2013/05/pesawat-atwood.html

www.wikipedia.com