Praktikum Pesawat Atwood
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Tujuan Percobaan
Dengan dilakukannya percobaan ini,maka mahasiswa dapatmempelajari :
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 bendadengan 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, menimbulkangaya lain yang sama besarnya dengan gaya tadi, namun berlawanan arah”.
Gaya reaksi ini dilakukan benda pertama pada benda yang menyebabkan gaya. Hukum inidikenal 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 bendaterhadap poros tertentu harganya sebanding dengan massa benda tersebut dan sebanding dengan kuadrat dan ukuran atau jarak benda pangkat dua terhadap poros.
I ~ mI ~ r2untuk 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 lurusdengan luas permukaan benda. Makin besar luas permukaan benda, makin besar gayagesekan udara yang bekerja pada benda tersebut. Gaya ini tentu saja akanmemperlambat gerak jatuh benda.
Untuk lebih memahami secara kualitatif tentanghambatan 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 sampaidi tanah. Kecepatan itu kira-kira sama dengan kecepatan mobil balap yang melajusangat cepat. Sebagai akibatnya, penerjun akan tewas ketika sampai di tanah.
Dengan mengembangkan parasutnya, luas permukaan menjadi cukup besar, sehingga gayahambatan udara yang bekerja pada penerjun cukup basar untuk memperlambatkelajuan 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 9,80m/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 menjatuhkandua benda yang massa dan bentuknya sangat berbeda di dalam ruang vakum.
Sehubungan dengan hal di atas, Gerak Jatuh Bebas adalah gerak suatu bendadijatuhkan dari suatu ketinggian tanpa kecepatan awal dan selama geraknyamengalami percepatan tetap yaitu percepatan gravitasi, sehingga gerak jatuh bebastermasuk dalam gerak lurus berubah beraturan.Perhatikan karena dalam gerak jatuh bebas, benda selalu bergerak ke bawah maka unutk mempermudah perhitungan, kitatetapkan arah ke bawah sebagai arah positif.
BAB II
ALAT DAN BAHAN
2.1 Alat
1) Pesawat Atwood
2) Stopwatch
2. 2 Bahan
1) Keping, massa 2 gram dan 4 gram
BAB III
METODE PERCOBAAN
3.1 Gerak lurus beraturan :
1. Menimbangan beban m1,m2,m3,(usahakan m1=m2)
2. Meletakan beban m1 pada penjepit P
3. Beban m2 dan m3 terletak pada kedudukan A
4. Mencatat kedudukan penyangkut beban B dan meja C (secara table)
5. Bila penjepit P di lepas, m2 dan m3 akan dipercepat antara AB dan selanjutnya bergerak beraturan antara BC setelah tambahan beban tersangkut di B. dicatat waktu yang diperlukan gerak antara BC.
6. Mengulangi percobaan di atas dengan mengubah kedudukan meja C (ingat tinggi beban m2)
7. Mengulangi percobaan di atas dengan menggunakan beban m3 yang lain.
Catatan : Selama serangkaian pengamatan berlangsung jangannmengubah kedudukan jarak antara A dan B.
3.2 Gerak lurus berubah beraturan :
1. Mengatur kembali seperti percobaan gerak lurus beraturan
2. Mencatat kedudukan A dan B (secara table)
3. Bila beban m1 dilepas, maka m2 dan m3 akan melakukan gerak lurus berubah beraturan antara A dan B, dicatat waktu yang diperlukan untuk gerak ini.
4. Mengulangi percobaan di atas dangan mengubah-ubah kedudukan B, dicatat selalu jarak AB dan waktu yang diperlukan.
5. Mengulangi percobaan diatas dengan mengubah beban m3.
1)
BAB IV
DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
Nama Percobaan : Pesawat Atwood
Tanggal Percobaan : Rabu, 19 November 2014
Nama Assisten : 1). Anggun A Sulis, S.si
2). Fenita Wulansari
3). Evi Julianti
Nama Mahasiswa : 1). Erma Nursetyani (0651-14-132)
2). Sindy Rismawati (0651-14-133)
3). Nurlaila Sari (0651-14-111)
4). Dita Paski Pradevi (0651-14-112)
5). Dwi Insaniatul (0651-14-123)
6). Warnawan S (0651-14-140)
4.1. Data Pengamatan
Berdasarkan data percobaan dan perhitungan yang telah dilakukan tanggal 19 November 2014, maka dapat dilaporkan hasil sebagai berikut.
Keadaan ruangan
P (cm)Hg
T (ºC)
C (%)
Sebelum percobaan
75,5 Hg
25ºC
70 %
Sesudah percobaan
75,5 Hg
26ºC
72 %
GLB (Gerak Lurus Beraturan)
Massa bandul = gram
Diameter katrol = 12,96 cm
Jari-jari katrol = cm
No
Massa (gr)
s (cm)
t (s)
ν (cm/s)
1
2
25
1,12
22,32
30
1,20
25
2
4
25
1,99
12,56
30
0,73
41,09
3
6
25
0,76
32,89
30
0,65
46,15
GLBB (Gerak Lurus Berubah Beraturan)
No
Massa (gr)
s (cm)
t (s)
a (cm/s2)
I (gr/cm2)
ν (cm/s)
1
2
25
2,37
8,9
429,12
21,09
30
2,92
7,3
2952,32
20,52
2
4
25
2,20
10,33
7095,05
22,76
30
1,88
16,99
849,04
31,94
3
6
25
1,44
24,11
1317,75
34,71
30
1,70
20,76
2969,95
35,29
4.2. Perhitungan
A. GLB
Ø Perhitungan V
V =
Pada massa keping 2
a. V = b. V =
V = 22,32 V = 25
Pada massa keping 4
a. V = b.V =
V = 12,56 V = 41,09
Pada massa keping 6
a. V = b.V =
V = 32,89 V = 46,15
(V) =
B. GLBB
Ø Perhitungan a
a=
Pada massa keping 2
a. a = b. a =
a = 8,9 a = 7,03
Pada massa keping 4
a. a = b. a =
a = 10,33 a = 16,99
Pada massa keping 6
b. a = b. a =
a = 24,11 a = 20,76
Ø Perhitungan V
V = a.t
Pada massa keping 2
a. V = 8,9 . 2,37 b. V = 7,03 . 2,92
V = 21,09 V = 20,52
Pada massa keping 4
a. V = 10,33 . 2,20 b. V = 16,99 . 1,88
V = 22,76 V = 31,94
Pada massa keping 6
a. V = 24,11 . 1,44 b. V = 20,76 . 1,70
V = 34,71 V = 35,29
Ø Perhitungan I
I =
Pada massa keping 2
I = I =
I = 492,12 I = 2952,32
Pada massa keping 4
I = I =
I = 1095,05 I = 849,04
Pada massa keping 6
I = I =
I =1317,75 I = 2969,95
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 =
Pada massa keping 2
I = I =
I = 492,12 I = 2952,32
Pada massa keping 4
I = I =
I = 1095,05 I = 849,04
Pada massa keping 6
I = I =
I =1317,75 I = 2969,95
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
Buku Penuntun Praktikum Fisika Dasar . Universitas Pakuan. Bogor
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
LAMPIRAN
Tugas Akhir
1. Tentukan besar kecepatan gerak beraturan tersebut secara hitungan dan grafik
2. Apakah gerak tersebut benar-benar beraturan mengingat ketelitian alat
3. Tentukan besaran kecepatan gerak berubah beraturan tersebut secara hitungan dan grafik
4. Dari hasil ini apakah Hukun Newton benar-benar berlaku
5. Bandingkanlah harga kecepatan yang didapat dengan menggunakan beban tambahan yang berbeda
6. T entukan momen inersia katrol bila diambil percepatan gravitasi setempat = 9,83 m/det2.
Jawab :
1. Kecepatan untuk GLB:
Pada massa keping 2
b. V = b. V =
V = 22,32 V = 25
Pada massa keping 4
b. V = b.V =
V = 12,56 V = 41,09
Pada massa keping 6
b. V = b.V =
V = 32,89 V = 46,15
2. Tidak, gerak tersebut tidak benar-benar beraturan karena pada saat percobaan dilakukan, terdapat beberapa kesalahan dalam pengukuran dan penghitungan karena faktor dari alat itu sendiri dan dari pengamatnya.
3. Kecepatan untuk GLBB:
Massa Keping 2 gram:
Pada massa keping 2
b. V = 8,9 . 2,37 b. V = 7,03 . 2,92
V = 21,09 V = 20,52
Pada massa keping 4
b. V = 10,33 . 2,20 b. V = 16,99 . 1,88
V = 22,76 V = 31,94
Pada massa keping 6
b. V = 24,11 . 1,44 b. V = 20,76 . 1,70
V = 34,71 V = 35,29
4. Ya, Hukum Newton benar-benar berlaku pada perhitungan yang telah dilakukan.
5. GLB
Pada massa keping 2
c. V = b. V =
V = 22,32 V = 25
Pada massa keping 4
c. V = b.V =
V = 12,56 V = 41,09
Pada massa keping 6
c. V = b.V =
V = 32,89 V = 46,15
GLBB
Pada massa keping 2
c. V = 8,9 . 2,37 b. V = 7,03 . 2,92
V = 21,09 V = 20,52
Pada massa keping 4
c. V = 10,33 . 2,20 b. V = 16,99 . 1,88
V = 22,76 V = 31,94
Pada massa keping 6
c. V = 24,11 . 1,44 b. V = 20,76 . 1,70
V = 34,71 V = 35,29
6. Pada massa keping 2
I = I =
I = 492,12 I = 2952,32
Pada massa keping 4
I = I =
I = 1095,05 I = 849,04
Pada massa keping 6
I = I =
I =1317,75 I = 2969,95
Praktikum Pesawat Atwood
Sekian artikel Praktikum Pesawat Atwood kali ini, mudah-mudahan bisa memberi manfaat untuk anda semua. baiklah, sampai jumpa di postingan artikel lainnya.
Anda sekarang membaca artikel Praktikum Pesawat Atwood dengan alamat link https://asyui.blogspot.com/2015/07/praktikum-pesawat-atwood.html