MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU TEKNIK DASAR
Disusun Oleh : Tim Asisten Laboratorium Dan Pusat Pengembangan Ilmu Teknik Dasar
LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU TEKNIK DASAR FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2017
DAFTAR ISI
PANDUAN DAN TATA TERTIB PRAKTIKUM FISIKA DASAR ................................ 3 SUSUNAN LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR ................................................. 5 BAHAN EVALUASI .......................................................................................................... 6 ANALISA RALAT PENGUKURAN ................................................................................. 7 PERCOBAAN KE – 1 PENGUKURAN .......................................................................... 16 PERCOBAAN KE – 2 BIDANG MIRING ....................................................................... 22 PERCOBAAN KE – 3 VISCOSITAS STOKE ................................................................. 28 PERCOBAAN KE – 4 PANAS LEBUR DAN PANAS PENGUAPAN .......................... 35 PERCOBAAN KE – 5 JARAK TITIK API CERMIN SPERIS DAN LENSA SPERIS ....................................................................................................... 42 PERCOBAAN KE – 6 HANTARAN LISTRIK DALAM KAWAT (LAMPU PIJAR)……........................……………………………………..48
2
PANDUAN DAN TATA TERTIB PRAKTIKUM FISIKA DASAR 1. Kelompok terdiri dari (3 – 4) mahasiswa yang solid, serta mampu bekerjasama. Beri nama kelompok, sebagai identitas serta agar mudah dalam pengenalan (hindarkan penamaan kelompok dengan hanya menggunakan angka). Nama kelompok harus simple, bermakna dan mudah diingat. Catatan: Sangat penting bagi masing-masing individu dalam kelompok mengetahui tanggung jawab masing-masing, aturan dalam kelompok, pembagian tugas serta koordinasi yang baik, sehingga kelompok memiliki kemampuan atau performansi yang bagus. Dokumentasikan setiap proses praktikum, sehingga terlihat kuatnya teamwork dan kemampuan berkomunikasi yang bagus dalam kelompok. Cari angle yang bagus, sehingga terlihat kekompakan dalam kelompok dan progress pelaporan praktikum yang sudah dicapai. 2. Susunlah aktivitas kelompok untuk menyelesaikan portofolio dan laporan praktikum, sehingga dapat diketahui tanggung jawab dari masing-masing personal dalam kelompok. 3. Sebelum pelaksanaan praktikum, seluruh praktikan harus mengikuti sosialisasi materi secara keseluruhan. Alokasi waktu satu jam. 4. Sebelum memulai praktikum, masing-masing kelompok diminta mengumpulkan tugas pendahuluan project (tugas pendahuluan terlampir). 5. Kumpulkan portofolio dan laporan praktikum kepada asisten. 6. Implementasikan setiap praktikum kedalam riset nyata dan analisakan hasil riset ( usulan ) 7. Praktikan datang 15 menit sebelum praktikum dimulai, bagi yang terlambat lebih dari 15 menit tidak boleh mengikuti Praktikum pada hari itu. 8. Buku, map, tas yang dibawa praktikan diletakkan ditempat yang telah disediakan, kecuali buku petunjuk praktikum.
3
9. Praktikan harus memakai pakaian yang sopan dan rapi, tidak boleh menggunakan sandal jepit dan kaos oblong. 10. Selama praktikum harus dijaga ketenangan, ketertiban, kebersihan, kesopanan, dan ketekunan kerja. 11. Praktikan harus bertanggung jawab terhadap alat yang digunakan dan waktu pengembalian alat harus dalam keadaan baik/tidak rusak, lengkap dan bersih. 12. Apabila ada kerusakan alat karena kelalaian praktikan, maka praktikan harus mengganti dengan alat yang sama. 13. Setelah selesai melakukan praktikum, peralatan agar dirapikan seperti semula. 14. Hasil praktikum/Laporan sementara harus disahkan oleh dosen/asisten pembimbing, dan dikumpulkan sebelum mengikuti praktikum selanjutnya. 15. Praktikan yang tidak dapat mengikuti praktikum pada hari yang telah ditentukan dapat mengajukan inhall (Praktikum Pengganti) setelah praktikum selesai, maksimal 2 kali inhall (ditentukan pengelola laboratorium). 16. Laporan keseluruhan harus ASLI ditulis tangan, dijilid menggunakan warna sampul yang telah ditentukan. 17. Pelanggaran ketentuan diatas akan dikenakan sanksi akademis. 18. Hal – hal yang belum disebutkan diatas diatur tersendiri.
4
SUSUNAN LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR
HALAMAN JUDUL LEMBAR PENGESAHAN KATA PENGANTAR DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL PERCOBAAN I ........................ 1.1 Tujuan 1.2 Landasan teori (tidak boleh dari modul, min. 3 halaman) 1.3 Hipotesis (berdasarkan kondisi riil) Tabel data hasil percobaan 1.4 Analisa perhitungan Tabel analisa perhitungan 1.5 Analisis hasil dan Pembahasan 1.6 Kesimpulan dan Saran Dan seterusnya............................ PENUTUP DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN LEMBAR ASISTENSI LOG BOOK DOKUMENTASI TEAMWORK
5
BAHAN EVALUASI
Sebagai acuan atau dasar evaluasi dan penilaian pada Praktikum Fisika Dasar adalah sebagai berikut. Tugas Pendahuluan
5%
Pre Test
5%
Keaktifan saat Praktikum
15 %
Praktikum
40 %
Dinilai berdasarkan individu masing – masing kelompok (Laporan, Asistensi, ACC Paham) Post Test
35 %
6
PENGANTAR TENTANG RALAT PENGUKURAN
1.1. Pendahuluan Fisika merupakan salah satu cabang IPA yang khusus menggambarkan gejalagejala alam dan sekaligus menjelaskan secara kuantitatif, artinya bahwa apapun yang dinyatakan dengan hukum fisika harus dapat dinyatakan dalam angka-angka lewat pengamatan dan pengukuran. Peengukuran merupakan praktek membaca skala pada alat ukur sehingga hasil ukur sangat dipengaruhi oleh alat ukurnya, obyek yang diukur, bahkan lingkungan (temperatur ruang, kelembaban udara) yang secara tidak langsung berpengaruh baik kepada obyek maupun alat ukurnya. Hal ini akan memberikan konsekuensi bahwa hasil pengukuran bukan merupakan angka yang absolut tetapi sangat relatif yang berarti tidak pernah dapat dicapai suatu hasil ukur yang tepat betul tetapi yang ada hanyalah suatu nilai yang mempunyai toleransi (kisaran nilai). Sebagai contoh, kekuatan tarik baja pada temperatur 0˚C berbeda dengan pada temperatur 25˚C, 75˚C dan seterusnya. Besarnya Angka Kisaran dari hasil pengukuran ini sering disebut sebagai angka ralat dari pengukuran atau juga disebut sebagai angka ketidakpastian hasil ukur. Misal : Hasil pengukuran panjang pensil dengan penggaris ditulis (21,51±0,02) cm (lihat gambar 1) Angka 21,51 disebut sebagai angka terboleh atau angka rata-rata atau angka tebaik dari hasil ukur. Angka 0,02 disebut sebagai angka toleransi pengukuran atau ralat atau ketidakpastian hasil ukurnya. Dalam memperoleh angka-angka tesebut diperlukan suatu pengetahuan tentang teori ralat.
Gambar 1.1. Pengukuran panjang pensil
7
1.2. Macam-macam Ralat dan Sumbernya Secara garis besar macam ralat yang ada dalam pengamatan dikelompokkan menjadi 2 macam, yaitu : ralat sistematis (systematicerror) dan ralat rambang (randomerror). Definisi ralat sistematis : yaitu ralat pengukuran yang akan memberikan efek tetap terhadap hasil ukur dan dengan analisa lebih lanjut efek ini tidak akan mempengaruhi hasil yang diharapkan. Sumbernya antara lain, a) Sumber dari alat Sebuah thermometer yang terkalibrasi sejak awal pada tekanan atmosfir menunjukkan 102 0C pada air mendidih, dan 2 0C pada es membeku. Apabila thermometer ini digunakan untuk mengukur maka menunjukkan hasil yang selalu lebih tinggi 2 0C. b) Sumber dari pengamatan Misal, cara membaca skala tidak posisi tegak lurus tetapi miring kekanan atau kekiri yang akhirnya aka nada suatu kesalahan pembacaan yang sering dinamakan paralaks. c) Sumber dari lingkungan, Pengaruh ralat sistematis ini dapat dieliminasi apabila sudah dapat diketahui penyebab atau sumbernya. Definisi ralat rambang : ralat yang bersifat fluktuatif saat dimana gejala pengamatan kadang menunjukkan nilai terlalu besar atau terlalu kecil. Sumber dari ralat ini tidak selalu dapat diidentifikasi. Sumber yang memungkinkan sering berasal dari: a) Pengamat : misalnya ketidakcermatan dalam menaksir suatu penunjukkan skala. b) Lingkungan : misalnya terjadi fluktuasi sumber tegangan dari PLN, adanya getaran mekanik, perubahan temperature ruang, dan sebagainya. Untuk meminimalisasi ralat rambang harus dilakukan pengukuran berulang, semakin banyak pengulangan akan semakin memperkecil ralat ini.(lihat gambar 2).
Gambar 1.2 Contoh pengukuran panjang atau lebar dan tinggi suatu benda berbentuk balok
8
Pengukuran (l), (p) dan (t) secara berulang-ulang dengan mengambil posisi pengukuran (area yang diukur) berbeda-beda asal masih mewakili besaran yang diinginkan. Contoh lain : Misal pengukuran besaran yang berdasarkan pengamatan cukup fluktuatif yaitu pengamatan tegangan atau arus listrik yang sistemnya tidak stabil, maka data dapat diamati secara berulang. Cara menentukan model data tersebut adalh sbb: Pengukuran ke Data pengamatan 1 47,51 2 47,49 3 47,48 4 47,50 5 47,47 Dengan menggunakan rumus ralat sbb : ∑𝑛 𝑖=1(𝑥i –𝑥̅ )²
Δx =√ 𝑥̅ =
(𝑛−1)
∑𝑁 𝑖=1 𝑥𝑖 𝑛
Δx = ralat pengamatan 𝑥̅ = nilai rata-rata 𝑥𝑖 = data ke-i n = Jumlah data pengulangan Catatan : Pengukuran dilakukan secara berulang hanya apabila penunjukkan nilai ukur terjadi fluktuasi, tetapi bila ternyata penunjukkan konstan (konsisten) maka tidak perlu dilakukan pengukuran berulang!
1.3. Cara menentukan nilai ralat Nilai ralat ini ditentukan oleh banyak faktor (seperti sudah disampaikan sebelumnya), dan untuk memahami faktor-faktor tersebut diperlukan pengetahuan yang cukup mengenai metode analisa data disamping diperlukan banyak pengalaman eksperimen maupun penelitian yang dilakukan sehingga tercapai “commonsense” yang benar pada diri seorang pengamat/pengolah data. Untuk itu diberikan suatu pedoman yang praktis bagi praktikan (pengolah data pemula) dengan pendekatan yang sederhana sehingga dapat menghitung ralat dengan cara yang benar sesuai dengan model datanya.
9
1. Data tunggal Yaitu data yang diperoleh cukup sekali pengamatan. Missal : pengamatan suhu pada proses pendinginan, pengamatan panjang kawat/tali yang tipis, pengamatan arus atau tegangan listrik yang cukup stabil, dsb. Cara menetukan ralat dilakukan dengan penaksiran yang dilandasi oleh keadaan skala alat tsb. 2. Data berulang Yaitu data yang diamati secara berulang (lebih dari satu kali), hal ini secara eksperimen dapat dilakukan dan cukup layak /konsisten datanya. Misal : Hasil perhitungan kalkulator : 𝑥̅ = 47,49 Δx = 0,0158113 Penyajian hasil tersebut dituliskan sebagai : x = (47,49 ± 0,02) (diskusikan angka ini dengan asisten.) 3. Ralat perambatan Merupakan ralat perhitungan dari suatu besaran yang besaran tersebut tidak dapat teramati secara langsung tetapi lewat besaran lain yang terukur langsung. Misal : Mengukur volume benda berbentuk balok dengan alat ukur panjang (penggaris). Besarnya panjang (p), lebar (l), dan tinggi (t) merupakan besaran yang terukur langsung, sedangkan besaran volume (V) balok dihitung lewat rumus 𝑉̅ = 𝑝̅ . 𝑙 ̅ . 𝑡̅
Gambar 1.3 Ralat volume (V) dihitung dengan rumus perambatan ralat 𝜕𝑉
𝜕𝑉
𝜕𝑉
Rumus yang di gunakan: Δv = √[𝜕𝑝 𝛥𝑝] ² + [ 𝜕𝑙 𝛥𝑙] ² + [ 𝜕𝑡 𝛥𝑡] ² Misal hasil data diperoleh : p = (5,12 ± 0,02) cm l = (3,22 ± 0,01) cm t = (2,57 ± 0,01) cm
10
Diperoleh hasil perhitungan : 𝑉̅ = (5,12) (3,22) (2,57) = 42,37 cm³ 𝜕𝑉 (𝜕𝑝) = 𝑙 ̅ . 𝑡̅ = (3,22) (2,57) = 8,2754 𝜕𝑉
( 𝜕𝑙 ) = 𝑝̅ . 𝑡̅ = (5,12) (2,57) = 13,1564 𝜕𝑉
( 𝜕𝑡 ) = 𝑝̅ . 𝑙 ̅ = (5,12) (3,22) = 16,4864 ΔV =√(8,2574)2 (0,02)2 + (13,1564)2 (0,01)2 + (16,4864)2 (0,01)² ΔV = 0,5643 cm³ Penyajian hasil perhitungan Volume balok adalah V = (42,4 ± 0,6) cm³ Contoh lain Misal akan dihitung jarak fokus suatu lensa dengan diberikan data hasil pengamatan jarak bayangan (b’ = 25,5 ± 0,2) cm dan jarak benda (b’ = 20,1 ± 0,2) cm
Gambar 1.4 Gambar percobaan jarak titik api cermin speris dan lensa speris Perhitungan fokus lensa (f) lensa melalui rumus 1 𝑓
1
1
= 𝑏 + 𝑏Atau f=
𝑏 .𝑏′ 𝑏+𝑏′
= 11,24 cm
Diperoleh ralat fokus melalui rumus perambatan ralat sebagai 2
𝜕𝑓
𝜕𝑓
2
σf = √[𝜕𝑏 𝛥𝑏] + [𝜕𝑏′ 𝛥𝑏] = 0,03 cm dengan 𝜕𝑉 2
𝑏′
( ) =( 𝜕𝑏
𝜕𝑉 2
𝑏+𝑏′ 𝑏
2
) = 0,3128 2
(𝜕𝑏′) = (𝑏+𝑏′) = 0,1943 Hasil Perhitungan ditulis :f = (11,24 ± 0,03) cm
11
1.4. Grafik Grafik merupakan suatu bentuk visual dari suatu tampilan data yang dapat memberikan gambaran tentang kelakuan/fungsi data terhadap besaran-besaran (variable-variabel) lain yang mempengaruhinya. Kegunaan grafik antara lain, 1. Secara visual, grafik merupakan gambaran data hasil pengamatan yang banyak mengandung informasi bagi pengamat. Misal : Seorang pengamat ingin menyelidiki keberlakuan hukum hooke yang menyatakan bahwa perubahan panjang suatu benda yang bersifat elastic berbanding lurus terhadap gaya yang dikerjakan kepada benda tersebut. Δl = F dimana Δl : perubahan panjang F : gaya Dalam melakukan pengamatan digunakan benda pegas yang tergantung dan diberi beban massa (M). Hasil pengamatan digambarkan oleh grafik Δl (cm) sebagai fungsi perubahan massa beban M (gram) sebagai berikut:
Gambar 1.5 gambar analogi hukum Hooke Sekilas pandang pengamat langsung dapat mengambil kesimpulan bahwa keberlakuan hukum Hooke untuk pegas yang diamati hanya berlaku pada daerah dimana massa dibawah 30 gram (M < 30 gram), diatas massa tersebut sudah memberikan gambaran yang tidak linier lagi yang berarti, hubungan antara Δl dan F untuk M > 30 gram sudah tidak berbanding lurus (lihat gambar1.5). 2. Grafik berguna untuk membandingkan antara hasil eksperimen dengan landasan teorinya. Misal : Pengamatan pola difraksi pada celah tunggal (seperti gambar 1.6).
12
Gambar 1.6 Kurva yang berupa garis melengkung Gambar 1.6 merupakan hasil hitungan dari intensitas pola difraksi celah tunggal, sedangkan titik-titik hitam merupakan hasil pengamatan yang tertampil pada grafik intensitas sebagai fungsi jarak. Terlihat langsung bahwa terdapat daerah yang sesuai atau tidak sesuai antara eksperimen dengan pendekatan teoritisnya. 3. Grafik dapat digunakan untuk kalibrasi (peneraan) yang secara empiris memberikan hubungan antara dua besaran yang saling mempengaruhi. Misal : Suatu elemen listrik LDR (Light Dependent Resistor), besarnya tahanan listrik (R) tergantung dari intensitas cahaya (I) yang jatuh pada permukaan LDR tersebut. Secara teori hubungan natara I dan R pada LDR tersebut belum dipikirkan, namun dapat dilakukan pengamatan dengan baik (seperti gambar 1.7).
Gambar 1.7 Nilai lux cahaya ketika R = 400 kΩ adalah ≈ 180 lux. 4. Grafik dapat menentukan konstanta yang menghubungkan antara besaran yang satu dengan yang lainnya. Misal : Kemiringan (gradien) grafik pada gambar 1 menunjukkan nilai konstanta yang menghubungkan antara perubahan panjang pegas dan pertambahan bebannya. Dalam hal ini Gradien = K = 0,22 cm/gram yang merupakan nilai tetapan elastisitas 13
pegas tersebut (berarti pegas akan bertambah panjang 0,22 cm untuk setiap pemberian beban 1 gram). 1.5 Langkah-langkah membuat grafik 1. Pasang sumbu-sumbu horisontal (Sumbu-x) sebagai data-data variabel (sebab) dan sumbu vertikal (sumbu-y) sebagai data hasil pengamatan (akibat). (hal ini tidak boleh terbalik!) 2. Buatlah angka skala pada kedua sumbu tersebut yang sesuai (berkisar pada daerah hasil pengamatan) sehingga memudahkan untuk melukis titik pengamatan. Pilih angka skala yang mudah missal 1 cm pada kertas grafik mewakili 1 unit (atau 10, 100, 0.1 dan sebagainya). 3. Aturlah pembagian skala dengan baik sehingga titik pengamatan berjarak cukup (tidak saling berdempetan) antara satu dengan lainnya (lihat gambar 1.8)
Gambar 1.8 Koordinat titik pada grafik 4. Aturlah pembagian skala pada sumbu horisontal dan sumbu vertikal sedemikian sehingga kemiringan grafik (khusus grafik linier) berada antara sudut 30° dan 60° (lihat gambar 1.9)
Gambar 1.9 Sudut kemiringan grafik
14
5. Tarik garis grafik secara halus dan merata yang menelusuri daerah titik-titik pengamatan, jangan melukis garis patah-patah yang menghubungkan tiap dua titik pengamatan yang berurutan (lihat gambar 1.10).
Gambar 1.10 Penarikan garis pada grafik 6. Apabila grafik yang diharapkan merupakan garis lurus (linier) yang mempunyai persamaan y = Mx, jangan dipaksa melalui titik (0,0), tetapi hendaknya ditarik garis lurus yang paling cocok melalui daerah titik-titik hasil pengamatan. (hal ini, agar terdeteksi apabila ternyata terdapat ralat sistematis dalam pengamatan) (lihat gambar 1.11).
Gambar 1.11 Grafik hubungan antara Volt (V) dan kuat arus (mA) 7. Penggambaran grafik pengamatan yang baik dilakukan langsung pada saat eksperimen masih berlangsung (ketika set-up eksperimen masih belum diubah /dibongkar). Hal ini akan sangat membantu pengamat apabila terjadi penyimpangan data yang cukup menyolok, sehingga ada suatu langkah pengulangan pengamatan. 8. Langkah penyempurnaan data perlu dilakukan apabila masih memungkinkan, yaitu dilakukan di daerah yang sangat menentukan crucialregions). Missal seperti gambar 1.11, tindakan penyempurnaan masih perlu didaerah kosong (l< 15 mA).
15
PERCOBAAN KE - 1 PENGUKURAN 1.1 TUJUAN Praktikum ini bertujuan agar setiap praktikan mampu: 1. Melakukan pengukuran dengan menggunakan alat ukur seperti: Mistar, Jangka Sorong, Mikrometer sekrup, gelas ukur dan Neraca /Timbangan. 2. Menentukan besaran turunan berdasarkan besaran dasar seperti: panjang, luas, Volume, dan Massa Jenis benda untuk benda beraturan dan yang tidak beraturan. Dalam melakukan pengolahan, analisis data dan memberikan kesimpulan hasil praktikum pengukuran, praktikan harus melakukan konsultasi dengan asisten selambat – lambatnya 1 minggu setelah praktikum. 1.2 ALAT DAN BAHAN Dalam melakukan percobaan pengukuran, alat dan bahan yang dipergunakan antara lain: 1. Alat pengukuran (neraca, mistar, jangka sorong, mikrometer, height gauge,gelas pengukur/picnometer) 2. Zat cair (Air) 3. Benda tak beraturan 4. Benda berbentuk balok 5. Benda berongga 6. Bola 1.3 PROSEDUR PELAKSANAAN LANGKAH 1 : SETTING Semua anggota menyiapkan alat & bahan sesuai dengan gambar yang ada di modul. Pastikan peralatan layak untuk digunakan Semua anggota siap mengikuti praktikum dengan membawa peralatan alat tulis. LANGKAH 2 : PERCOBAAN SEMUA ANGGOTA : 1. Salah satu anggota menggambar benda sembarang 2. Mengukur tebal I dan tebal II dari benda sembarang menggunakan mikrometer sekrup. 3. Mengukur diameter I, II, III, IV benda sembarang menggunakan jangka sorong. 4. Menimbang benda sembarang menggunakan neraca O’hauss.
16
PRAKTIKAN A : (Anggota 1) 1. Menimbang balok menggunakan nerca o’hauss 2. Mengukur tinggi balok menggunakan high gauge 3. Mengukur panjang dan lebar balok menggunakan jangka sorong PRAKTIKAN B : (Anggota 2) 1. Mengukur diameter bola menggunakan jangka sorong 2. Menimbang bola dengan cara massa gelas ukur berisi bola dikurangi dengan massa gelas ukur kosong PRAKTIKAN C : (Anggota 3) 1. 2. 3. 4.
Menggambar benda berongga Mengukur diameter benda berongga menggunakan jangka sorong Mengukur panjang, lebar, tinggi benda berongga menggunakan jangka sorong Menimbang benda berongga menggunakan neraca o’hauss
PRAKTIKAN D : (Anggota 4) 1. 2. 3. 4.
Menimbang gelas ukur kosong menggunakan neraca o’hauss Mengisi gelas ukur dengan air Mengukur volume air Menimbang gelas ukur yang telah berisi air kemudian mencari massa air dengan cara mengurangi massa gelas berisi air dengan gelas ukur yang kosong
SEMUA ANGGOTA : Semua anggota mengecek semua kelengkapan data percobaan pengukuran 1.4 PANDUAN PENGISIAN PORTOFOLIO Setelah selesai melaksanakan praktikum modul pengukuran, praktikan diharapkan memahami inti dari praktikum modul ini. Kemudian praktikan wajib menyelesaikan hasil praktikum modul 1 dalam bentuk portofolio maksimal (1 minggu) setelah praktikum. Adapun isi dari portofolio ini antara lain : 1. Tabel data hasil percobaan yang sudah diberikan asisten/yang terlampir pada modul. 2. Penulisan tujuan, metode pelaksanaan, dan landasan teori sesuai dengan modul praktikum yang diberikan asisten 3. Penulisan analisis perhitungan dari hasil percobaan 4. Lengkapi dengan gambar atau grafik jika diperlukan 5. Buat tabel hasil percobaan yang datanya berasal dari analisa perhitungan 6. Dokumentasi kegiatan team work.
17
1.5 LANDASAN TEORI Suatu besaran turunan ditentukan dengan mengukur besaran dasar terlebih dahulu, sehingga untuk menentukan besaran turunan seperti : luas, volume, dan massa jenis diperlukan besaran dasar berupa panjang, lebar, maupun diameter. Dalam pengukuran sebuah benda dengan bentuk yang sembarang dengan memiliki volume (v) dan massa (m) maka benda tersebut dapat diketahui massa jenisnya dengan rumus sebagai berikut: ρ=
m v
Keterangan : = massa jenis (kg/m3) m = massa benda (kg) V = volume benda (m3) Dengan demikian berdasarkan perumusan diatas kita mampu menentukan massa jenis beberapa benda. Beberapa konsep yang berkaitan dengan hasil dari pengukuran adalah :
Angka penting
Ketidakpastian
Galad (perhitungan error)
Didalam fisika terdapat beberapa jenis besaran yaitu besaran pokok dan besaran turunan, yaitu sebagai berikut : Tabel 1.1 Besaran Pokok Fisika No
Nama Besaran
Satuan
Dimensi
1
Massa
Kg
M
2
Waktu
s
T
3
Panjang
m
L
4
Suhu
5
K
Ө
Jumlah Zat
Mol
N
6
Intensitas Cahaya
Candela
J
7
Kuat Arus
Ampere
I
o
18
1.6 RUMUS PERCOBAAN PENGUKURAN a. Massa Jenis 𝑚 𝜌= 𝑉 𝟏 𝟐 −𝐦 𝟐 ∆𝛒 = √[( ) (∆𝐦)𝟐 ] + [( 𝟐 ) (∆𝐕)𝟐 ] 𝐕 𝐕 KR =
∆ρ ρ
x 100%
K = 100% - KR Keterangan : = massa jenis (kg/m3) m = massa benda (kg) V = volume benda (m3) = ralat massa jenis (kg/m3) KR= kesalahan relatif (%) K = ketelitian (%) b. Balok V = p.l.t ∆V = √[(l. t)2 (∆p)2 ] + [(p. t)2 (∆l)2 ] + [(p. l)2 (∆t)2 ] Keterangan : V = volume balok (m3) V = ralat volume balok (m3) p = panjang balok (m) p = ralat panjang balok (m) l = lebar (m) l = ralat lebar (m) T = tinggi (m) t = ralat tinggi (m) c. Bola 𝑉= ΔV = 4. π. r2 . Δr
4. 𝜋. 𝑟 3 3
Keterangan : V = volume bola (m3) V = ralat volume bola (m3) r = jari – jari bola (m) r = ralat jari – jari bola (m)
19
d. Tabung V = . r2. t ∆𝑉 = √[(2𝜋𝑟𝑡)2 (∆𝑟)2 ] + [(𝜋𝑟 2 )2 (∆𝑡)2 ] Keterangan : V = volume tabung (m3) r = jari – jari tabung (m) t = tinggi tabung (m) V= ralat volume tabung (m3) r = ralat jari – jari tabung (m) t = ralat tinggi tabung (m) e. Prisma Segitiga V = ( ½ . a.t ) .T 1
2
1
2
1
2
ΔV =√[(2 . 𝑡. 𝑇) . (∆𝑎)2 ] + [(2 . 𝑎. 𝑇) . (∆𝑡)2 ] + [(2 . 𝑎. 𝑡) . (∆𝑇)2 ] Keterangan : V = Volume Prisma Segitiga (m3) a = Alas Segitiga (m) t = Tinggi Segitiga (m) T = Tinggi Prisma (m)
REFERENSI Serway, R.A,1986: Physics 2nd Sounders College Halliday, Resnick dan Krane, 1996 : Physics I, John Willey 7 Sons
20
LEMBAR DATA HASIL PERCOBAAN
Jenis Praktikum Hari / Tanggal Praktikum Fakultas / Jurusan Kelompok/Nama Kelompok NO. 1. 2. 3. 4. 5. 6.
: Pengukuran : : :
NAMA PESERTA
NIM
TANDA TANGAN 1. 2. 3. 4. 5. 6.
DATA HASIL PERCOBAAN :
No
Nama Sampel
1
Balok
2
Bola
3 4 5
Alat yang digunakan
Dimensi Panjang Lebar Tebal
Diameter
Volume
Massa
-----
---
---
Benda Berongga Benda Tak Beraturan Zat Cair Toleransi: p = l = t = m = r =
Untuk zat cair : m = V =
cm cm cm cm cm
Asisten Pengampu
21
gr cm3
Massa Jenis
PERCOBAAN KE - 2 BIDANG MIRING 2.1 TUJUAN Praktikum ini bertujuan agar tiap-tiap praktikan mampu, 1. Membedakan dan mendifinisikan gaya-gaya yang bekerja pada balok. 2. Menguraikan gaya-gaya yang bekerja pada balok di bidang miring. 3. Mencari koefisien gesek pada benda diam dan benda sedang beargerak yang meluncur pada bidang miring. Dalam melakukan analisis data dan memberikan kesimpulan praktikum Bidang Miring harus melakukan dan melaksanakan konsultasi dengan asisten pembimbing terlebih dulu selambat – lambatnya 1 minggu setelah praktikum. 2.2 ALAT DAN BAHAN 1. Bidang luncur yang bisa diatur sudutnya 2. Beban 3. Balok 4. Stopwatch 5. Mistar 6. Bedak 7. Pengait 8. Neraca 2.3 PROSEDUR PELAKSANAAN LANGKAH 1 : MENIMBANG BERAT BALOK, BEBAN, & PENGAIT a) b) c) d)
Anggota 1 : Menimbang massa balok Anggota 2 : Menimbang massa beban Anggota 3 : Menimbang massa pengait Anggota 4 : Mencatat data masa balok, beban, dan pengait
LANGKAH 2 : SETTING BIDANG MIRING (1) a) Anggota 1 : Melihat sudut b) Anggota 2, 3 : Menaikkan bidang miring c) Anggota 4 : Memberi bedak LANGKAH 3 : SETTING BIDANG MIRING (2) a) Anggota 1 : Mengukur panjang balok b) Anggota 2, 3 : Mengatur panjang lintasan c) Anggota 4 : Mempersiapkan stopwatch
22
LANGKAH 4 : PENGAMBILAN DATA a) Anggota 1 : Melepaskan beban b) Anggota 2, 3, 4 : Mengamati waktu tempuh stopwatch c) Anggota 4 : Mencatat waktu stopwatch dalam tabel 2.4 PANDUAN ISIAN PORTOFOLIO Setelah selesai melaksanakan praktikum ke – 2, praktikan diharapkan memahami inti dari praktikum project 2 ini. Kemudian praktikan wajib menyelesaikan hasil praktikum project 2 dalam bentuk portofolio maksimal (1 minggu) setelah praktikum. Adapun isi dari portofolio ini antara lain : 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Tabel data hasil percobaan yang sudah diberikan asisten / yang terlampir pada modul. Penulisan tujuan, metode pelaksanaan, dan landasan teori sesuai dengan modul praktikum yang diberikan asisten. Penulisan analisa perhitungan dari hasil percobaan. Lengkapi dengan gambar atau grafik jika diperlukan. Buat tabel hasil percobaan yang datanya berasal dari analisa perhitungan. Dokumentasi kegiatan team work
2.5 LANDASAN TEORI
Gambar 2.1 Bidang Luncur 2.5.1 Pengertian Bidang Miring Bidang miring adalah suatu pesawat sederhana dengan permukaan datar dan mempunyai sudut (bukan sudut tegak lurus) terhadap permukaan horisontal. Keuntungan mekanik bidang miring bergantung pada panjang landasan bidang miring dan tingginya. Semakin kecil sudut kemiringan bidang, semakin besar keuntungan mekanisnya atau semakin kecil gaya kuasa
23
yang harus dilakukan. Keuntungan mekanik bidang miring dirumuskan dαengan perbandingan antara panjang (s) dan tinggi bidang miring (h). KM = s/h 2.5.2 Terminologi yang berkaitan a) Gaya berat dan gaya Normal Jika sebuah benda yang terletak pada bidang datar dan tidak ada gaya yang kita berikan pada benda tersebut maka akan terjadi kesetimbangan antara gaya berat benda (W) tersebut dengan gaya reaksi yang dilakukan oleh permukaan yang arahnya berlawanan dengan gaya berat benda dan tegak lurus dengan bidang permukaannya, gaya ini dikenal sebagai gaya normal (N), perhatikan gambar 2.1 b) Gaya Gesek statik dan Kinetik jika sebuah benda diletakkan pada bidang miring dan resultan gaya yang bekerja F=0 , maka terdapat gaya gesekan statis, dimana gaya gesek statis besarnya sama dengan fs=µs.N jika benda dikenai gaya dan kemudian benda bergerak maka gesekan kedua permukaan terdapat gaya reaksi. Yang di sebut gaya gesek kinetik. fk=µk.N c) Gaya tegang tali Adalah gaya reaksi pada tali , pegas, dan benda yang terjadi karena ujung-ujungnya dihubungkan dengan benda yang lain. d) D’Alembert Principle D’Alembert Principle adalah jika suatu benda mengalami percepatan ā, maka pada benda itu akan terkena gaya inersia Fin=m. ā, yang arahnya berkebalikan dengan arah percepatanya.
2.6 RUMUS PERCOBAAN BIDANG MIRING Percobaan ke-n t
t1 t 2 ......t n .................. sec ond n
t
(t t ) 2 n(n 1)
24
Percepatan S A B Vot
1 2 at , Vo 0 2
1 2 at 2 2 S A B a .....cm / s 2 2 t
S A B
2
2
2S 2 2 2 a 2 S A B A3 B t t t
Koefisien Gesek Statis (S) m1 m2
= massa balok (kg) = P + P’ (kg)
m
2 tan S m . cos 1 2
m 1 m1 2 m2 2 2 2 S m1 . cos m1 . cos 2
Koefisien Gesek Kinetik (K) m2 a m1 m2 tan k m1 . cos g. cos m1 2
m 1 1 m1 2 m 2 2 2 2 a 2 g . cos m1 . cos m1 . cos 2
2
2
2
2
m2 a a g 2 m 2 2 a 2 k 2 m1 g . cos m1 g . cos g . cos 2
m .a m 2 .a m1 2 g 2 2 2 m .g . cos m . g . cos 1 1 2
25
2
k=(k±Δk) k KR x100%
k
K=100%-K
Keterangan:
t = waktu (second)
H = tinggi (m)
a = percepatan (m/s2)
Sa-b = panjang lintasan (m)
g
= percepatan gravitasi (m/s2)
KR = kesalahan relative (%)
α = sudut ( 0)
m1 = massa balok (kg)
P = massa beban (kg)
W = berat balok (N)
P’ = massa pengait (kg)
K = ketelitian (%)
m2 = massa P+P’(kg)
k = koefisien gesek kinetik
KH = keuntungan mekanis
s = koefisien gesek statis
S
m1 = ralat massa balok (kg)
g = ralat percepatan grafit asi (m/s2)
= panjang (m)
m2 = ralat massa (kg)
a = ralat percepatan benda (m/s2)
26
LEMBAR DATA HASIL PERCOBAAN Jenis Praktikum Hari / Tanggal Praktikum Fakultas / Jurusan Kelompok / Nama kelompok NO. 1. 2. 3. 4. 5. 6.
: Bidang Miring : : :
NAMA PESERTA
NIM
TANDA TANGAN 1. 2. 3. 4. 5. 6.
DATA HASIL PERCOBAAN : m1
P
P’
Sudut
Sa-b
(kg)
(kg)
(kg)
(0)
(m)
NO
t (second) t1
t2
1 2 3 4 ∆P ∆Sa-b ∆W ∆g
= = = =
Δm1 Δm2 Δa
N m N m/s2
= = =
kg kg m/s2
Asisten Pengampu Benda 1
Benda 2
27
t3
PERCOBAAN KE III VISCOSITAS STOKE 3.1. TUJUAN Praktikum ini bertujuan agar setiap anggota kelompok mampu : 1. Mendekripsikan hukum stoke 2. Mengetahui prinsip dasar penggunaan hukum stoke 3. Menentukan koefisien kekentalan zat cair menggunakan hukum stoke 4. Mengeahui contoh penerapan viscositas stoke Viscositas Stoke (project II), harus selesai selama satu minggu. Hasil dari project II wajib dipresentasikan bersamaan dengan project 1-8/6 pada saat post test. Presentasi dilaksanakan dilaksanakan dihadapan asistant dan/atau dosen pembimbing. Item penilaian terdiri dari portofolio, kemampuan kerjasama dalam kelompok serta kemampuan mengkomunikasikan hasil. 3.2. ALAT DAN BAHAN 1. Pipa gelas yang panjang 2. Empat bola dengan diameter berbeda. 3. Stopwatch. 4. Jangka sorong 5. Neraca 6. Gelas pengukur atau Picnometer 7. Pita meter 3.3. PROSEDUR PELAKSANAAN LANGKAH 1 : DATA AWAL 1. (Anggota: A) Menyiapkan tabel data dan mencatat setiap hasil data praktikum yang didapatkan. 2. (Anggota: B) Mengukur massa oli menggunakan picnometer dengan cara : a. Menimbang picnometer kosong dengan menggunakan neraca Kg, mencatat hasil data. b. Memindahkan oli dari kalorimeter ke dalam picnometer c. Menimbang picnometer yang berisi oli dengan menggunakan neraca, mencatat hasil data. d. Menghitung massa oli dengan cara data poin a dikurangi dengan data poin c (lihat panduan di data tabel). 3. (Anggota: C) Membaca volume oli pada picnometer dengan cara melihat batas oli pada angka yang tertera pada picnometer. 28
4. (Anggota: A) Menetapkan urutan bola dari yang terbesar ke yang terkecil kemudian mengukur massa 4 massa bola logam dengan menggunakan neraca gram secara bergantian, catat hasil. 5. (Anggota: B) Mengukur jari-jari (r) pada setiap bola sesuai dengan urutan bola menggunakan jangka sorong, catat hasil. 6. (Anggota: C) Mengukur panjang jarak oli pada pipa gelas panjang berdasarkan jarak dari permukaan atas oli sampai permukaan bawah oli pada pipa gelas panjang (SAB) menggunakan pita meter, catat hasil. 7. (Anggota: A) Menjatuhkan bola pertama ke dalam oli di mulai dari permukaan atas oli dengan tanpa kecepatan awal dan memberikan aba-aba saat bola akan di jatuhkan. 8. (Anggota: B & C) Mengamati dengan teliti waktu tempuh bola dari permukaan atas oli hingga permukaan bawah oli menggunakan stopwatch, catat hasil. * Cara menghitung waktu tempuh bola adalah secara bersama dengan aba-aba saat bola mulai dijatuhkan dari permukaan atas oli kemudian stopwatch mulai menghitung waktu. Saat bola tiba di permukaan bawah oli maka stopwatch langsung dihentikan. 9. (Anggota: A) Mengambil bola yang berada dalam pipa gelas panjang menggunakan magnet, dengan cara memasukan magnet kedalam pipa gelas panjang. 10. Mengulangi langkah nomor 7 – 9 untuk bola selanjutnya. 3.4 PANDUAN PENGERJAAN PORTOFOLIO Setelah selesai melaksanakan praktikum ke – 4, praktikan diharapkan memahami inti dari praktikum project ini. Kemudian praktikan wajib menyelesaikan hasil praktikum project ini dalam bentuk portofolio maksimal (1 minggu) setelah praktikum. Adapun isi dari portofolio ini antara lain : a) Tabel data hasil percobaan yang sudah diberikan asisten / yang terlampir pada modul. b) Penulisan tujuan, metode pelaksanaan, dan landasan teori sesuai dengan modul praktikum yang diberikan asisten. c) Penulisan analisa perhitungan dari hasil percobaan. d) Lengkapi dengan gambar atau grafik jika diperlukan. e) Buat tabel hasil percobaan yang datanya berasal dari analisa perhitungan. f) Dokumentasi kegiatan team work. 29
3.5 LANDASAN TEORI Viskositas merupakan ukuran kekentalan fluida yang menyatakan besar kecilnya gesekan di dalam fluida. Semakin besar viskositas (kekentalan) fluida, maka semakin sulit suatu fluida untuk mengalir dan juga menunjukkan semakin sulit suatu benda bergerak di dalam fluida tersebut. Menurut George Stokes besarnya gaya gesek pada fluida inilah yang disebut gaya stokes Di antara salah satu sifat zat cair adalah kental (viscous) di mana zat cair memiliki koefisien kekentalan yang berbeda-beda, misalnya kekentalan minyak goreng berbeda dengan kekentalan oli. Jika sebuah benda berbentuk bola dijatuhkan ke dalam fluida kental, misalnya kelereng dijatuhkan ke dalam kolam renang yang airnya cukup dalam, nampak mulamula kelereng bergerak dipercepat. Tetapi beberapa saat setelah menempuh jarak cukup jauh, nampak kelereng bergerak dengan kecepatan konstan (bergerak lurus beraturan). Ini berarti bahwa di samping gaya berat dan gaya apung zat cair masih ada gaya lain yang bekerja pada kelereng tersebut. Gaya ketiga ini adalah gaya gesekan yang disebabkan oleh kekentalan fluida. Khusus untuk benda berbentuk bola, gaya gesekan fluida secara empiris dirumuskan sebagai Persamaan : Fs = 6π η rv ......................................................................................(1) Sebuah bola padat memiliki kerapatan massaρb dan berjari-jari r dijatuhkan tanpa kecepatan awal ke dalam fluida kental memiliki kerapatan massaρf, di mana ρb>ρf. Telah diketahui bahwa bola mula-mula mendapat percepatan gravitasi, namun beberapa saat setelah bergerak cukup jauh bola akan bergerak dengan kecepatan konstan. Kecepatan yang tetap (konstan) ini disebut kecepatan akhir v yaitu pada saat gaya berat bola sama dengan gaya apung ditambah gaya gesekan fluida. Gambar 1 menunjukkan sistem gaya yang bekerja pada bola kelereng yaitu FA = gaya Archimedes, FS = gaya Stokes, dan W = mg = gaya berat kelereng.
Gambar 3.1 Gaya yang Bekerja Pada BolaDengan Kecepatan Tetap.
30
Jika saat kecepatan konstan telah tercapai, maka berlaku prinsip Newton tentang GLB (gerak lurus beraturan) FA + FS = W .....................................................................................(2) Jika ρb menyatakan rapat massa bola,ρf menyatakan rapat massa fluida, dan Vb menyatakan volume bola, serta g gravitasi bumi, maka berlaku Persamaan (3) dan (4). W = ρb.Vb.g ......................................................................................(3) FA = ρf .Vb.g .....................................................................................(4) Rapat massa bola ρb dan rapat massa fluida ρf dapat diukur dengan menggunakan Persamaan (5) dan (6). 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎𝑏𝑜𝑙𝑎
ρb = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑏𝑜𝑙𝑎 ..................................................................................(5) ρf =
(𝑚𝑔 +𝑚𝑓 )−𝑚𝑔 𝑉𝑓
................................................................................(6)
dengan mgu menyatakan massa picnometer, mfmassa fluida, Vf volume fluida. Dengan mensubstitusikan Persamaan (3) dan (4) ke dalam Persamaan (2) maka diperoleh Persamaan (7). FS = Vbg (ρb - ρf) ..............................................................................(7) Dengan mensubstitusikan Persamaan (1) ke dalam Persamaan (7) diperoleh Persamaan (8). η=
2𝑟 2 𝑔(𝜌𝑏 −𝜌𝑓 ) 9.𝑣
...................................................................................(8)
3.6. RUMUS VISCOSITAS STOKE 1. Percobaan Bola t t ... t n ………….. detik t = 1 2 n
∆t =
(t t ) 2 n(n 1)
Keterangan: t = waktu rata-rata (detik) ∆ t = toleransi waktu rata-rata (detik) n = jumlah percobaan
31
2. Kecepatan Bola V = s …………………….. cm / detik t
2
2
1 s 2 2 V = ( S ) 2 ( t ) t t Keterangan: V = kecepatan bola (cm/detik) S = jarak (cm) t = waktu (detik) 3. Volume Bola Vb = 4 .r 3 ……… cm3 3
Keterangan: Vb = volume bola (cm3) r = jari-jari bola (cm)
4. Rapat Jenis Bola
b
( b )
mb …….. gr/cm3 vb 2
b =
1 (mb ) 2 3 mb 4 4 4 3 r r 3 3
2
(Vb ) 2
b ( b b ) Keterangan:
b
mb vb
= Rapat Jenis Bola(gr/cm3) = Massa Bola (gr) = Volume Bola (cm3)
b = Toleransi Rapat Jenis Bola (gr/cm3)
32
5. Rapat Jenis Zat Cair
a
a
ma ………….. gr/cm3 Va
a
1 Va
2
m (ma ) 2 a2 V a
2
(Va ) 2
a ( a a ) Keterangan:
a
= Rapat Massa Air (gr/cm3) = Massa Zat Cair (gr) = Volume Zat Cair (cm3)
ma va
a = Toleransi Rapat jenis Zat Cair (gr/cm3)
6. Koefisien Viskositas
2r 2 g b a ……….gr/cm.s 9V 2
2
2
2
2r 2 g 2r 2 g b 2 ( a ) 2 9 V 9 V
KR =
2
2r 2 2r 2 g 4rg 2 2 b a V 2 ( r ) g b a b a 2 9V 9v 9V
100%
K = 100 % -KR
Keterangan: = koefisien viskositas (gr/cm.s) g = gravitasi bumi (9,81 m/s2) V = kecepatan bola (cm/detik) Δη = toleransi koefisien viskositas (gr/cm.s) KR = kesalahan relative (%) K = ketelitian (%)
33
LEMBAR DATA HASIL PERCOBAAN Jenis Praktikum Hari / Tanggal Praktikum Fakultas / Jurusan Kelompok NO 1 2 3 4 5 6
: Viscositas Stokes : : :
NAMA PESERTA
NIM
TANDA TANGAN 1. 2. 3. 4. 5. 6.
DATA HASIL PERCOBAAN : Massa picnometer kosong Volume zat cair Massa picnometer + zat cair Massa zat cair kosong)
= gr = ml = gr = (massa picnometer isi - massa picnometer =
gr
S(A-B)
Diameter Bola (d)
Massa (m)
(cm)
(cm)
(gr)
t(A - B)
Perc I
II
III
1. 2. 3. 4. Toleransi : Δ Va = Δ S(A-B) = Δr = Δ mb = Δ ma = Δg = Δ Vb =
ml cm cm gr gr cm/dt2 cm3
gravitasi
=
cm/dt2
Asisten Pengampu
34
PERCOBAAN KE - IV PANAS LEBUR ES DAN PANAS PENGUAPAN AIR 4.1 TUJUAN Praktikum ini bertujuan agar tiap – tiap kelompok mampu, 1. Menentukan kapasitas panas yang dibutuhkan untuk meleburkan suatu es dan panas yang dibutuhkan untuk merubah fase cair menjadi uap. 2. Memahami faktor apa saja yang mempengaruhi siklus perubahan fase suatu zat cair. 3. Melakukan analisis data dan memberikan kesimpulan sesuai dengan praktikum kelompok tersebut. Dalam melakukan analisis data dan memberikan kesimpulan praktikum Panas Lebur Es dan Panas Penguapan Air harus sudah selesai dilaksanakan dan dikonsultasikan dengan asisten pembimbing masing – masing kelompok selambat – lambatnya 1 minggu setelah praktikum. 4.2 ALAT DAN BAHAN 1. Kalorimeter 2. Es dengan massa tertentu 3. Kalorimeter dengan kawat pemanas 4. Timbangan 5. Thermometer 6. Voltmeter 7. Amperemeter 8. Stopwatch Gambar 4.1 Rangkaian listrik untuk percobaan 9. Kabel panas penguapan. 10. Bejana pemanas 4.3 PROSEDUR PELAKSANAAN LANGKAH 1 : PERCOBAAN PANAS PENGUAPAN PRAKTIKAN A : (Anggota 1) 1. 2. 3. 4.
Menimbang massa kaorimeter yang dilapisi plastik bening. Mengambil air yang telah dipanaskan ±3/4 dari tinggi kalorimeter. Menimbang massa campuran air dan kaorimeter Mengurangi massa campuran dengan massa kalorimeter kosong sehingga didapatkan massa air. 5. Mengukur suhu awal dari air tersebut dengan termometer. 6. Memanaskan dan menutup kalorimeter dengan kawat pemanas, kemudian menghidupkan amperemeter dan voltmeter. 7. Menyalakan stopwatch selama 10 menit. 35
LANGKAH 2 : PERCOBAAN PANAS LEBUR PRAKTIKAN B : (Anggota 2) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
Menimbang massa kalorimeter kosong Mengambil air dari kran ±1/2 gelas kalorimeter. menimbang massa campuran air dan kalorimeter mengurangi massa campuran dengan massa kalorimeter kosong sehingga didapatkan massa air. Mengukur suhu awal air dengan termometer. Menimbang massa es dengan cara yang sama. Mengukur suhu es dengan termometer digital. Mencampurkan es dengan air kemudian menutup kalorimeter dan mengaduk hingga es habis. Mengukur suhu akhir dengan termometer.
PRAKTIKAN C : (Anggota 3) 1. Menimbang massa kalorimeter kosong 2. Mengambil air sisa percobaan sebelumnya dengan ditambah sedikit air dari kran. 3. Menimbang massa campuran air dan kalorimeter 4. Mengurangi massa campuran dengan massa kalorimeter kosong sehingga didapatkan massa air. 5. Mengukur suhu awal air dengan termometer. 6. Menimbang massa es dengan cara yang sama. 7. Mengukur suhu es dengan termometer digital. 8. Mencampurkan es dengan air kemudian menutup kalorimeter dan mengaduk hingga es habis. 9. Mengukur suhu akhir dengan termometer. LANGKAH 3 : PERCOBAAN PANAS PENGUAPAN PRAKTIKAN D : (Anggota 4) 1. Setelah stopwatch sampai pada menit ke 10, praktikan mencatat hasil ampere dan volt dengan dibantu teman lain. 2. Setelah variak dimatikan, angkat utup kalorimeter dengan kawat pemanas kemudian bersihkan sisa uap air yang ada dipinggir kalorimeter. 3. Mengukur suhu akhir air menggunakan termometer. 4. Menimbang massa akhir air. 5. Menghitung delta massa (selisih massa awal dan massa akhir air).
36
4.4 PANDUAN ISIAN PORTOFOLIO Setelah selesai melaksanakan praktikum ke – 6, praktikan diharapkan memahami inti dari praktikum project 6 ini. Kemudian praktikan wajib menyelesaikan hasil praktikum project 6 dalam bentuk portofolio maksimal (1 minggu) setelah praktikum. Adapun isi dari portofolio ini antara lain : g) Tabel data hasil percobaan yang sudah diberikan asisten / yang terlampir pada modul. h) Penulisan tujuan, metode pelaksanaan, dan landasan teori sesuai dengan modul praktikum yang diberikan asisten. i) Penulisan analisa perhitungan dari hasil percobaan. j) Lengkapi dengan gambar atau grafik jika diperlukan. k) Buat tabel hasil percobaan yang datanya berasal dari analisa perhitungan. l) Dokumentasi kegiatan team work 6.5 LANDASAN TEORI Keadaan (fase) zat di alam ada tiga fase yaitu cair, padat, dan gas. Zat – zat itu dalam kondisi – kondisi temperatur dan tekanan tertentu mengalami ketiga fase tersebut. Misalnya air juga mengalami hal seperti itu yaitu dalam keadaan padat, keadaan cair dan gas atau uap. Transisi dari satu fase ke fase lainnya disertai dengan pelepasan atau penyerapan panas dan seringkali disertai juga perubahan volume. Sebagai contoh, andaikan sebongkah es diambil dari kulkas dengan suhu misalnya -5 °C dan dengan cepat es dimasukan ke dalam suatu bejana pemanas yang dilengkapi dengan thermometer untuk mengukur temperaturnya dengan penambahan panas yang teratur. Maka akan tampak thermometer naik secara teratur sampai suhu 0 °C. Setelah itu es tersebut akan berubah menjadi cair atau dengan kata lain es mencair. Disini terjadi perubahan fase dari padat menjadi cair. Kenaikan temperatur berhenti karena panas seluruhnya dipakai untuk mencair. Setelah es mencair seluruhnya, temperatur perlahan-lahan naik kembali. Kenaikan yang terjadi akan lebih lambat dari sebelum mencair sebab panas jenis dari air lebih besar dari pada panas jenis es. Kenaikan temperatur air juga berhenti pada suhu ± 100 °C pada tekanan udara 1 atm, dengan tekanan udara yang berbeda akan diikuti titik didih air yang berbeda – beda pula. Temperatur akan tetap 100 °C sampai air menjadi uap seluruhnya dan seterusnya hingga menjadi superheated jika diberikan panas terus menerus. Titik lebur es atau titik beku air dan titik didih air nampak jelas pada grafik di bawah ini :
37
Gambar 4.2 Grafik Perubahan Fase Zat Besarnya panas yang diserap es untuk melebur dan panas yang diserap untuk menguap oleh massa zat m adalah : Q=mL Keterangan : Q = panas yang diserap atau dihasilkan (kalori) L = panas yang diserap atau dihasilkan persatuan massa (kalori/kg) Metode yang digunakan dalam percobaan : a) Panas lebur es dapat dicari dengan memasukan es yang sudah ditimbang ke dalam kalorimeter yang berisi air yang sudah diketahui massanya, kemudian diamati temperatur awal dan temperatur akhirnya. Misalnya masa es dalam kalorimeter mes, massa air dalam kalorimeter ma, dengan temperatur Ta dantemperatur setimbangTs dengan azas black, panas yang diserap sama dengan panas yang dilepaskan, didapat persamaan : Qlepas = Qterima ma.ca.(Ta-Ts) = mes.Lc panas lebur es (Lc) dapat dicari dimana ma =massa air, mes = massa es b) Panas penguapan air dapat dicari dengan menguapkan air yang berada dalam kalorimeter dengan kawat pemanas, tenaga yang diberikan oleh kawat pemanas sama dengan panas yang diterima air. Dengan mengamati perubahan massa air pada saat mendidih maka dapat dihitung panas penguapan dari air tersebut. Bila suhu air panas Tm, suhu air mendidih Ts, tegangan kawat pemanas V, arus yang melewati kawat pemanas I dalam waktu t dengan perubahan massa air Δma, maka didapat persamaan : V.I.t = Δma.Lv + ma.ca.(Ts-Tm) Panas penguapan (Lv) dapat dicari.
38
6.6 RUMUS PANAS LEBUR ES DAN PANAS PENGUAPAN AIR a) PANAS LEBUR ES
Lc
mair .c air (Tc Tair ) C es .Tes C air .Tc mes
mair .Tc Tair m .c m .c cair 2 air air Tc 2 air air Tair 2 mes mes mes 2
2
2
m .c T Tair mair 2 ces 2 . Tes 2 Tes 2 . ces 2 Lc air air 2c mes 2
cair 2 Tc 2 Tc 2 cair 2
𝐿𝑐 = (𝐿𝑐 ± ∆𝐿𝑐) 𝐾𝑅 =
∆𝐿𝑐 𝐿𝑐
× 100%
𝐾 = 100% − 𝐾𝑅 b) PANAS PENGUAPAN AIR Qlepas = Qterima V.I.t.(0,24) = (Lv.Δm) + (ma1.ca.ΔT) Lv
(V .I .t ).0,24 (ma1 .ca .T ) m
2 2 ( I .t ).0,24 2 (V .t ).0,24 (V .I ).0,24 2 2 2 ( V ) ( I ) (t ) m m m 2 2 (V .I .t ).0,24 (ma .c a .T ) c .T ((m)) 2 a Lv (ma ) 2 2 m ( m ) 2 2 m .T m .c a (c a ) 2 a a ( (T ) 2 m m
𝐿𝑣 = (𝐿𝑣 ± ∆𝐿𝑣) 𝐾𝑅 =
∆𝐿𝑣 𝐿𝑣
× 100%
𝐾 = 100% − 𝐾𝑅
39
Keterangan : Lc = panas lebur es (kalori) Lv = panas penguapan air (kal/gr) ma = massa air (gr) mes = massa es (gr) Ta = suhu awal (C) Ts = suhu akhir/setimbang (C) Tes = suhu es (C) Lv = panas penguapan (kalori) Ca = panas jenis air (kal/gr0C) V = tegangan kawat pemanas (volt) I = arus yang mengalir (ampere) T = waktu yang ditentukan (detik) ∆m = massa air yg berubah menjadi uap ((ma2 - ma1) (gr)) ΔT = (Ts– Ta) suhu akhir – suhu awal (°C) ma1 = massa air sebelum dipanaskan (gr) ma2 = massa air setelah dipanaskan (gr) Lc = ralat panas lebur es (kal/kg) ma = ralat massa air (gr) mes = ralat massa es (gr) Δ(ΔT) = ralat perubahan suhu (oC) Ta = ralat suhu awal (C) Ts = ralat suhu akhir (C) Ca = ralat panas jenis air (kal/gr C) Lv = ralat panas penguapan (kalori) V = ralat tegangan kawat pemanas (volt) I = ralat arus yang mengalir (ampere) t = ralat waktu (detik) ma = ralat massa air (gr) K = ketelitian (%) KR = kesalahan relatif (%)
REFERENSI Sears, F.W. Mechanics, Heat and Sound
40
LEMBAR DATA HASIL PERCOBAAN Jenis Praktikum Hari / Tanggal Praktikum Fakultas / Jurusan Kelompok / Nama kelompok NO. NAMA PESERTA 1. 2. 3. 4. 5. 6.
: Panas Lebur Es Dan Panas Penguapan Air : : : NIM TANDA TANGAN 1. 2. 3. 4. 5. 6.
DATA HASIL PERCOBAAN : a). Panas Lebur Berat Kalorimeter Kosong = ……… gr Massa air (gr)
No.
Tes=...........0C
Massa es (gr)
Temperatur Awal Tm (0C)
Temperatur Akhir Ta (0C)
1. 2. Δmair Δmes
= =
ΔTa ΔTs
gr gr
0
= =
0
C C
b). Panas Penguapan No.
ma1 (gr)
ma2 (gr)
Δm (gr)
V (Volt)
A (ampere)
T (detik)
Tm (0C) Ta (0C)
1. ma = t = v = (Ta) = ca =
I Ta Tm m1
gr s volt 0 C gr
= = = =
A 0 C 0 C gr
Asisten Pengampu
41
PERCOBAAN KE - V JARAK TITIK API CERMIN SPERIS DAN LENSA SPERIS 5.1
TUJUAN Tujuan dari praktikum ini agar praktikan mampu : 1. Dapat menentukan jarak benda dan jarak bayangan dari suatu rangkaian sinar istimewa cermin atau lensa. 2. Dapat menginterpretasikan sinar istimewa serta sifat pada cermin atau lensa untuk menentukan jarak titik api. 3. Dapat menentukan jarak titik api cermin speris dan lensa speris. 4. Dapat menentukan jarak titik api lensa gabungan. 5. Dapat menentukan daya dari lensa speris dan gabungan. Setelah dapat menentukan jarak benda (s) dan jarak bayangan (s’) melalui sinar istimewa dan juga sifat cermin. Praktikan diharapkan mampu menginterpretasikan atau memasukkan data S serta S’ ke dalam rumus untuk mendapatkan jarak titik api (R) ataupun fokus (f) dari suatu cermin atau lensa yang diamati. Jarak titik api yang diamati dan dicari meliputi jarak titik api pada cermin cembung, cermin cekung, dan lensa gabungan. Terakhir, praktikan dapat menentukan daya dari lensa cembung, lensa cekung, dan lensa gabungan. Dalam praktikum ini, praktikan dibatasi oleh waktu (deadline) pengerjaan yang akan disampaikan oleh masing-masing asisten pembimbing.
5.2
ALAT DAN BAHAN 1. Sumber cahaya 2. Cermin cekung dan cermin cembung 3. Lensa cembung (biconvex dan double convex) 4. Tabir 5. Bangku optik 6. Tabir dengan kaca (obyek) 7. Lampu senter
5.2 PROSEDUR PELAKSANAAN A. PERCOBAAN KE-1 (MENENTUKAN JARAK TITIK API CERMIN
CEKUNG) - Langkah 1 : Penjelasan dari Asisten Asisten menjelaskan semua alat yang akan digunakan dalam praktikum, memberikan penjelasan perbedaan cermin dan lensa, menjelaskan pengertian S dan S’, dan menjelaskan langkah pada praktikum pertama. - Langkah 2 : Persiapan Percobaan 1. Anggota 1 : menyiapkan cermin cekung. 2. Anggota 2 : memasang dan mengatur posisi dari objek, cermin cekung dan tabir. 3. Anggota 3 : menyiapkan mistar dan lampu senter. 4. Anggota 4 : menyiapkan tabel data hasil percobaan. 42
- Langkah 3 : Proses mencari bayangan sejati dari objek yang dihasilkan oleh cermin cekung. 1. Anggota 1, 2, 3,dan 4 : Mengamati hasil banyangan yang dihasilkan oleh cermin cekung, dengan cara menggeser posisi cermin cekung sehingga didapat bayangan yang sejati pada tabir. 2. Anggota 1, 2 :Menghitung jarak S dan S’ dengan menggunakan mistar. 3. Anggota 3 : Memberikan penerangan lampu senter kepada anggota 1 dan 2 saat menghitung jarak S dan S’. 4. Anggota 4 : Mencatat hasil S dan S’ pada tabel data percobaan. Sumber Cahaya
Tabir dengan Kaca
Cermin Cekung
Tabir
Gambar 5.1 Percobaan jarak titk api cermin cekung B. PERCOBAAN KE-2 (MENENTUKAN JARAK TITIK API CERMIN
CEMBUNG) - Langkah 1 : Penjelasan dari Asisten Asisten menjelaskan tata cara praktikum yang kedua kepada praktikan dengan jelas. - Langkah 2 : Persiapan Percobaan 1. Anggota 1 : menyiapkan table data hasil percobaan. 2. Anggota 2 : menyiapkan cermin cembung dan lensa biconvex. 3. Anggota 3 : memasang dan mengatur posisi dari objek, lensa biconvex, cermin cembung dan tabir. 4. Anggota 4 : menyiapkan mistar dan lampu senter. - Langkah 3 : Proses mencari bayangan sejati dari objek yang dihasilkan oleh lensa biconvex dan cermin cembung. 1. Anggota 1, 2, 3, dan 4 : Mengamati hasil banyangan yang dihasilkan oleh lensa biconvex, dengan cara menggeser posisi lensa biconvex sehingga didapat bayangan yang sejati pada tabir. 2. Anggota 2 : Memasang cermin cembung dengan posisi diantara lensa biconvex dan tabir, kemudian mengamati bayangan hasil pantulan dari cermin cembung pada tabir.
43
: Menghitung jarak S dan S’. : Memberikan penerangan lampu senter kepada anggota 3 saat menghitung jarak S dan S’dan mencatat hasil S dan S’ pada table data percobaan.
3. Anggota 3 4. Anggota 4
Sumber Cahaya
Tabir dengan Kaca
Lensa Cembung
Cermin Cembung
Tabir
Gambar 5.2 Percobaan jarak titk api cermin cembung(biconvex) C. PERCOBAAN KE-3 (MENENTUKAN JARAK TITIK API LENSA DOUBLE CONVEX) - Langkah 1 : Penjelasan dari Asisten Asisten menjelaskan tata cara praktikum yang ketiga kepada praktikan dengan jelas. - Langkah 2 : Persiapan Percobaan 1. Anggota 1 : menyiapkan lensa double convex. 2. Anggota 2: memasang dan mengatur posisi dari objek, lensa double convex, dan tabir. 3. Anggota 3 : menyiapkan mistar dan lampu senter. 4. Anggota 4 : menyiapkan table data hasil percobaan. - Langkah 3 : Proses mencari bayangan sejati dari objek yang dihasilkan oleh lensa double convex. 1. Anggota 1, 2, 3, dan 4 : sama-sama mengamati hasil banyangan yang dihasilkan oleh lensa double convex, dengan cara menggeser posisi lensa double convex sehingga didapat bayangan yang sejati pada tabir. 2. Anggota 3 dan 4 : menghitung jarak S dan S’. 3. Anggota 1 : memberikan penerangan lampu senter kepada anggota 3 saat menghitung jarak S dan S’. 4. Anggota 2 : mencatat hasil S dan S’ pada tabel data percobaan.
Sumber Cahaya
Tabir dengan Kaca
Lensa Cembung
Tabir
Gambar 5.3 Percobaan jarak titk api api lensa positif (double convex)
44
5.4 PANDUAN PENGERJAAN PORTOFOLIO Setelah selesai melaksanakan praktikum ke–7, praktikan diharapkan memahami inti dari praktikum project ini. Kemudian praktikan wajib menyelesaikan hasil praktikum projectdalam bentuk portofolio maksimal (1 minggu) setelah praktikum. Adapun isi dari portofolio ini antara lain : 1. Tabel data hasil percobaan yang sudah diberikan asisten / yang terlampir pada modul. 2. Penulisan tujuan, metode pelaksanaan, dan landasan teori sesuai dengan modul praktikum yang diberikan asisten. 3. Penulisan analisa perhitungan dari hasil percobaan. 4. Lengkapi dengan gambar atau grafik jika diperlukan. 5. Buat tabel hasil percobaan yang datanya berasal dari analisa perhitungan. 6. Dokumentasi kegiatan team work 5.5 LANDASAN TEORI 1. Teori Cermin Cermin adalah suatu permukaan yang memantulkan cahaya yang datang padanya. Apabila s adalah jarak obyek dan s’ adalah jarak bayangan yang dibentuk cermin, maka pada proses pembentukan bayangan itu berlaku hubungan : 1 1 2 + = 𝑠 𝑠′ 𝑅 Yang sering ditulis : 1 1 1 + = 𝑠 𝑠′ 𝑓 2. Teori Lensa Dalam persoalan ini digunakan lensa cembung. Maka apabila s adalah jarak benda dan s’ adalah jarak bayangan yang dibentuk oleh lensa tadi, pada proses pembentukan bayangan ini berlaku hubungan : 1 1 1 + = 𝑠 𝑠′ 𝑓 f adalah panjang fokus dari lensa. Pada lensa, jarak titik api diukur dari titik utama. Pada lensa terdapat dua titik api, yaitu titik api pertama (F1) dan titik api kedua (F2) maka terdapat juga dua jarak titik api, yaitu jarak titik api pertama f1 dan jarak titik api kedua f2. Untuk lensa tipis biasanya f1 = f2 = f.
45
3. Jarak Titik Api Lensa Gabungan Jika dua buah lensa dengan panjang f’ dan f” digabungkan secara bersinggungan maka panjang fokus dari lensa gabungan F adalah : 1 1 1 = + 𝑓 𝑓′ 𝑓" 5.6
RUMUS JARAK TITIK API CERMIN SPERIS DAN LENSA SPERIS Percobaan ke - . . . 1
= 𝑓
1
+ 𝑠
1 𝑠′
……………….. m
(𝑠)2
2
(𝑠′)2
2
Δf = √(− (𝑠+𝑠′ )2 ) (𝛥𝑠′)2 + ((𝑠+𝑠′ )2 ) (𝛥𝑠)2
f =(f ±Δf) KR =
𝛥𝑓 𝑓
x 100%
K = 100% - KR Daya dari cermin atau lensa 1
D = 𝑓 ……………….. dioptri Keterangan : f = Fokus lensa / cermin (cm) s = Jarak obyek ke lensa / cermin (cm) s’ = Jarak bayangan ke lensa / cermin (cm) Δf = Toleransi fokus cermin / lensa (cm) Δs = Toleransi jarak obyek (cm) Δs’ = Toleransi jarak bayangan (cm) KR = Kesalahan relatif (%) K = Ketelitian (%) D = Daya dari cermin/lensa (dioptri)
46
LEMBAR DATA HASIL PERCOBAAN Jenis Praktikum
: Jarak Titik Api Cermin Speris Dan Lensa Speris
Hari / Tanggal Praktikum
:
Fakultas / Jurusan : Kelompok : NO NAMA PESERTA 1 2 3 4 5 6
NIM
TANDA TANGAN 1. 2. 3. 4. 5. 6.
DATA HASIL PERCOBAAN: Percobaan
ΔS = ΔS =
Jenis Cermin/Lensa
S (cm)
S’ (cm)
(cm) (cm)
Asisten Pengampu
47
PERCOBAAN KE–VI HANTARAN LISTRIK DALAM KAWAT (LAMPU PIJAR) 6.1. TUJUAN Praktikum ini bertujuan agar tiap – tiap kelompok mampu : 1. Memahami hukum Ohm 2. Memperagakan rangkaian pengukuran arus dan tegangan pada lampu pijar 3. Membandingkan dua bagan listrik 4. Melakukan analisis data dan memberikan kesimpulan sesuai dengan praktikum kelompok tersebut. Dalam melakukan analisis data dan memberikan kesimpulan praktikum Hantaran Listrik dalam Kawat harus sudah selesai dilaksanakan dan dikonsultasikan dengan asisten pembimbing masing – masing kelompok selambat – lambatnya 1 minggu setelah praktikum. 6.2. ALAT DAN BAHAN 1. Voltmeter AC 2. Amperemeter AC 3. Beberapa lampu pijar 4. Variak (Transformator variabel) 5. Kabel 6.3. PROSEDUR PELAKSANAAN LANGKAH 1 ASISTAN :
Memberikan sedikit pengantar mengenai percobaan hantaran listrik dalam kawat Menerangkan cara memasang rangkaian pada box spannel seperti pada gambar 6.1
PRAKTIKAN :
Praktikan memasang rangkaian seperti gambar 6.1 sesuai yang dijelaskan oleh asisten (a) Anggota 1, mengatur tegangan variak sesuai instruksi asisten. (b) Anggota 2, mencatat hasil yang ditunjukan Amperemeter dan Voltmeter dilembar yang telah disiapkan
48
(c)
Anggota 1 & 2, Mengatur tengangan variak sesuai instruksi asisten untuk lampu selanjutnya dan mencatat hasil yang ditunjukkan Amperemeter dan Voltmeter dilembar yang telah disiapkan. Praktikan memasang rangkaian seperti gambar 6.2 sesuai yang dijelaskan oleh asisten (a) Anggota 3, mengatur tegangan variak sesuai instruksi asisten. (b) Anggota 4, mencatat hasil yang ditunjukan Amperemeter dan Voltmeter dilembar yang telah disiapkan (c) Anggota 3 & 4, Mengatur tengangan variak sesuai instruksi asisten untuk lampu selanjutnya dan mencatat hasil yang ditunjukkan Amperemeter dan Voltmeter dilembar yang telah disiapkan. LANGKAH 2
Praktikan menghitung dan membandingkan tingkat kesalahan dari kedua rangkaian tersebut dengan rumus yang tertera di modul. (a) Anggota 1, menghitung dan membandingkan rangkaian pertama dan kedua untuk lampu 60 watt, (b) Anggota 2, menghitung dan membandingkan rangkaian pertama dan kedua untuk lampu 75 watt (c) Anggota 3, menghitung dan membandingkan rangkaian pertama dan kedua untuk lampu 100 watt. (d) Anggota 4, memilih rangkaian dengan nilai kesalahan paling kecil.
Dengan menganggap tahanan dalam dari sumber dapat diabaikan, maka dapat dibuktikan bahwa :
r V .( I 1) V I ' 1................................................(9) R V '.I V' I Dan,
V ' / I' ........................................................(10) r V (V V ' ) / I ' l bandingkanlah harga r/R terhadap /r, kemudian pilihlah bagan yang baik yaitu mempunyai kesalahan paling kecil.
49
Dengan bagan yang dipilih, maka lakukanlah langkah – langkah sebagai berikut: LANGKAH 3 ASISTAN :
Memberikan daftar besar tegangan untuk percobaan.
PRAKTIKAN : (a) Anggota 1 & 2, merangkai rangkaian yang dipillih. (b) Anggota 3, mengatur tegangan variak sesuai daftar yang asisten berikan. (c) Anggota 4, mencatat mencatat hasil yang ditunjukan Amperemeter dan Voltmeter dilembar yang telah disiapkan. (d) Anggota 1, 2, 3 & 4, mengulangi langkah percobaan diatas untuk lampu berikutnya.
6.4 PANDUAN PENGERJAAN PORTOFOLIO Setelah selesai melaksanakan praktikum ke–9, praktikan diharapkan memahami inti dari praktikum project ini.Kemudian praktikan wajib menyelesaikan hasil praktikum project ini dalam bentuk portofolio maksimal (1 minggu) setelah praktikum. Adapun isi dari portofolio ini antara lain : 1. Tabel data hasil percobaan yang sudah diberikan asisten / yang terlampir pada modul. 2. Penulisan tujuan, landasan teori dan hipotesis sesuai dengan modul praktikum yang diberikan asisten. 3. Penulisan analisa perhitungan dari hasil percobaan. 4. Lengkapi dengan gambar atau grafik jika diperlukan. 5. Buat tabel hasil percobaan yang datanya berasal dari analisa perhitungan. 6. Dokumentasi kegiatan team work. 6.5. LANDASAN TEORI Arus yang mengalir pada suatu penghantar besarnya sebanding dengan tegangan (beda potensial) antara ujung-ujung penghantar tadi, atau dapat dinyatakan dengan persamaan : I
V ...........................................................................................................(1) R
Dimana : I = Arus (Ampere) V = Tegangan (Volt) 50
R = tahanan dari penghantar (Ohm) Pada umumnya tahanan berubah terhadap perubahan suhu, untuk penghantar listrik dari logam besarnya tahanan bertanbah besar jika suhunya semakin tinggi. 6.5.1.
Disipasi Tenaga Dalam Suatu Penghantar Jika dalam suatu penghantar mengalir arus listrik, maka dalam penghantar ini ada tenaga listrik yang hilang dan berubah menjadi panas, ini disebut ada tenaga listrik yang terdisipasi. Besarnya tenag listrik yang terdisipasi tiap detik atau daya yang terdisipasi adalah : P=V.I (watt) (Joule/s)
6.5.2.
Sifat Lampu Pijar Karena ada lampu yang terdisipasi menjadi panas maka jelaslah bahwa tahanan suatu lampu pijar berubah dengan berubahnya tegangan. Dalam percobaan watak lampu pijar kita teliti hubungan antara I dan V, R dan V, P dan V. dari hal tersebut yang disebut watak lampu pijar adalah : a. Tegangan yang terpasang dengan arus yang mengalir b. Tegangan yang terpasang dengan tegangannya c. Tegangan yang terpasang dengan daya yang diambil
Gambar 6.1 Rangkaian percobaan Bagan 1
Gambar 6.2 Rangkaian percobaan Bagan 1 51
Bagan 1 Dalam hal ini ada kesalahan dalam pembacaan dalam ampere meter, karena yang terukur adalah jumlah arus yang mengalir lewat lampu dan yang lewat voltmeter. Arus yang terbaca berlebih : r x100%.....................................................................................................(2) R
Dimana : r = Tahanan Lampu (Ohm) R = Tahanan Voltmeter (Ohm)
Bagan 2 Dalam hal ini ada kesalahan pembacaan voltmeter, karena yang terukur adalah jumlah tegangan pada lampu dan amperemeter. Tegangan yang terbaca berlebih: r
x100%...................................................................................................(3)
Dimana : = Tahanan amperemater (ohm) r = Tahanan lampu (ohm) jika kesalahan yang kita kehendaki maksimal sebesar a% maka haruslah : r
x100% a %.........................................................................................(4)
Pemilihan bagan : Jika (r/R) < (/r) maka dipilih bagan 1, jika (r/R) > (/r) maka dipilih bagan 2. untuk mengetahui besarnya r/R dan /r dilakukan pengukuran – pengukuran sebagai berikut : Daya listrik Daya listrik adalah tenaga listrik persatauan waktu dalam satuan joule/s atau watt. Daya pada arus bolak balik merupakan fungsi waktu, oleh karena itu sering disebut dengan daya rata – rata selama satu periode, secara sistematis ditulis : P
1 T
T
0
V .I .dt...........................................................................................(5)
Dimana : T = periode (s) V = Harga tegangan sesaat (V) I = Harga arus sesaat (A) Kalau kita hitung , jika : V=Vmaks sin t dan I=Imaks sin (t +) .....................................................(6) 52
Maka : P=V.I cos (buktikan)..............................................................................(7) Dengan V dan I harga efektif dari tegangan dan arus, sedangkan adalah beda fase antara V dan I. Pada percobaan kali ini dianggap tidak ada beda fase (=0), sehingga : P=V.I.........................................................................................................(8) Dengan demikian hubungan P=f(V) dapat dibuat berdasarkan pengamatan diatas.
6.6. RUMUS HANTARAN LISTRIK DALAM KAWAT (LAMPU PIJAR) Analitik Daya Listrik (P) P=V.I..............watt
P
I 2 (V ) 2 V 2 (I ) 2
P=(P+P)
Resistensi (R) R
V .............ohm I
2
2
1 V R (V ) 2 2 (I ) 2 I I
R=(R+R)
KR
R x100% R
K=100% - K
53
Keterangan : P = daya (watt) V = tegangan (Volt) I = arus (Ampere) R = tahanan (ohm) P = toleransi daya (watt) R = toleransi tahanan (ohm) KR = keselahan relatif(%) K = ketelitian(%)
54
LEMBAR DATA HASIL PERCOBAAN Jenis Praktikum
: Hantaran Listrik Dalam Kawat
Hari / Tanggal Praktikum
:
Fakultas / Jurusan
:
Kelompok
:
NO 1 2 3 4 5 6
NAMA PESERTA
NIM
TANDA TANGAN 1. 2. 3. 4. 5. 6.
DATA HASIL PERCOBAAN : Bagan Percobaan 1
Perc
V
Lampu 1 ( 60 watt )
Lampu 2 ( 75 watt )
Lampu 3 ( 100 watt )
(Volt)
I (mA)
I (mA)
I (mA)
1.
Bagan Percobaan 2
Perc
V
Lampu 1 ( 60 watt)
Lampu 2 ( 75 watt )
Lampu 3 ( 100 watt )
(Volt)
I (mA)
I (mA)
I (mA)
1.
55
Bagan Percobaan Yang Dipilih
Perc.
V
Lampu 1 ( 60 watt)
(Volt)
I (mA)
Lampu 2 ( 75 watt) Lampu 3 ( 100watt) I (mA)
I (cA)
1. 2. 3. 4. 5.
V I
= =
(Volt) (Ampere)
Asisten Pengampu
56
Log Book Praktikum Fisika Dasar Kelompok
:
Anggota
: 1. 2. 3. 4.
Jurusan No
:
Tanggal
Uraian Kegiatan
57
Penanggung Jawab
TTD Asisten Pendamping
Catatan :
58
SURAT KESEPAKATAN
Yang bertanda tangan di bawah ini: Kelompok
:
Anggota
: 1. 2. 3. 4. :
Jurusan
Bahwa kami telah sepakat yang mengikat diri untuk membuat kesepakatan dengan ketentuan sebagai berikut : 1.
Mematuhi tata tertib praktikum fisika dasar yang tertera dalam KARTU KUNING.
2.
Mematuhi INHALL dengan kategori sebagai berikut: a. Anggota kelompok tidak mengikuti praktikum tanpa keterangan. b. Anggota kelompok tidak membawa modul saat praktikum. c. Anggota kelompok datang terlambat lebih dari 15 menit. d. Portofolio hasil praktikum tidak terselesaikan sesuai dengan deadline yang telah ditentukan. ( Kategori point a,b,c diwajibkan mengganti praktikum sesuai jadwal yang ditentukan assistant dengan membayar inhall sebesar Rp 25.000/Modul )
3. Hal-hal yang belum tertera diatas akan diatur kemudian. Demikian surat kesepakatan ini dibuat dan dapat digunakan sebagaimana mestinya.
Surakarta, ................. 2017 Yang menyepakati
(..........................................)
59
