2014/2015
Modul Praktikum Fisika Teknik
Taufal.Hidayat Institut Teknologi Padang 1
DAFTAR ISI Joobsheet 1. Pengukuran - Alat Ukur panjang : Jangka sorong dan micrometer sekrup - Alat Ukur Massa :Nerasa pegas - Menghitung massa jenis benda beraturan. Joobsheet 2. Hukum newton I - Menghitung kesetimbangan gaya. Joobsheet 3. Hukum Newton II - Menghitung gaya gesek statis dengan kosep vector gaya - Menghitung gaya gesek kinetis dengn konsep hukum newton dan GLBB Joobsheet 4. Hukum Newton III - Reaksi titik Tumpuan Joobsheet 5. Hukum Archimedes - Menghitung massa jenis benda tak beraturan - Menghitung gaya Archimedes - Menghitung massa jenis zat cair Joobsheet 6. Getaran harmonik - Menghitung periode dan frekuensi getaran - Menrunkan persamaan getaran harmonic - Menghitung percepatan gravitasi bumi dari getaran Joobsheet 7. Rangkaian Tahanan dan pengukuran komponen listrik - Menggunakan multimeter untuk mengukur hambata, tegangan adan arus - Memahami breadboard dan PCB Bolong - Merangkaian rangaian seri dan parallel dan transformasi rangkaian - Mengukur komponen utama dalam listrik Joobsheet 8. Hukum Ohm - Membuktikan hukum ohm ; V = I x R Joobsheet 9. Hukum Kirchoof 1 - Membuktikan hukum kirchoff satu ( tentang arus) Joobsheet 10. Hukum Kirchoof 2 - Membuktikan hukum kirchof 2 (tentang tegangan)
2
JOBSHEET 1 PENGUKURAN I. TUJUAN Adapun tujuan dari pratikum ini dimana, mahasiswa diharapkan dapat : 1. Menggunakan berbagai alat ukur yaitu : jangka sorong, micrometer, dan neraca pegas. dengan benar untuk mengukur benda yang diberikan. 2. Menentukan ketelitian masing-masing alat ukur II. TEORI SINGKAT A. Nilai Skala Terkecil (NST) alat ukur. Setiap alat ukur memiliki nilai skala terkecil. Skala ini merupakan garis lurus, busur, atau angka digital. Pada skala terdapat goresan besar dan kecil sebagai pembagian dibubuhi nilai tertentu. Secara fisik jarak antara dua goresan besar dan kecil sebagai pembagian dibubuhi nilai tertentu. Secara fisik jarak antara dua goresan terkecil yang bedekatan jarang kurang dari 1 mm. Hal ini disebabkan karena mata manusia (Tanpa alat bantu) agak sukar melihat jarak kurang dari 1 mm dengan tepat. Keadaan jadi lebih buruk lagi bila ujung atau pinggir dari objek yang diukur tidak tajam. Nilai skala sesuai dengan jarak terkecil itu disebut NTS alat ukur tersebut. B. Mistar Kemampuan alat ukur ini sesuai dengan panjangnya, ketelitian adalah 1 mm. C. Jangka Sorong Jangka sorong mempunyai tiga komponen yang digunakan sesuai dengan benda yang akan diukur (kupingnya untuk dibagian dalam, rahang untuk bagian luar, dan lidah untuk kedalamannya). Ketelitian dapat dilihat pada tabel berikut ini; Ketelitian
Besar pada Skala Nonius Skala utama Besaran Jumlah Skala Panjang 0,10 mm 1 mm 0,9 mm 10 mm 9 mm 0,05 mm 1 mm 0,95 mm 20 mm 19 mm 0,05 mm 2 mm 1,95 mm 20 mm 39 mm D. Mikrometer Mikrometer hanya dapat mengukur benda kecil (0,25-25 mm). Skala nonius alat ini terdapat pada selubungnya, yang terdiri dari 50 skala. Bila selubung diputar sampai satu putaran, maka selubung akan bergeser sejauh 0,5 mm. Jadi ketelitiannya adalah 0,5/50 = 0,01 mm. E. Neraca Pegas Neraca pegas merupakan alat ukur berat benda. Neraca pegas bekerja dengan menggunakan prinsip gaya pegas.
3
Standar deviasi Standar deviasi digunakan untuk menentukan angka ketidak pastian untuk pengukuran berulang, missal pengukuran dilakukan sebanyak n kali dan menunjukkan hasil (x1 , x2 , x3 , …. Xn), maka standar deviasi yaitu :
Maka penulisan pengukuran berulang menjadi : ẍ ± s Perambatan ketidak pastian : Variable yang Operasi dilibatkan a ±∆a Pejumlahan b ±∆b Pengurangan Perkalian
Hasil
ketidakpastian
P=a+b q=a–b r=axb
∆p = ∆a + ∆b ∆q = ∆a – ∆b Δr Δa Δb = + Δs Δa Δb = + Δt Δa =
Pembagian
S=a/b
Pangkat
T = an
III. ALAT DAN BAHAN 1. Mistar 2. Jangka Sorong 3. Mikrometer 4. Neraca O-Haus 5. Tabung besi
IV. LANGKAH KERJA A. Cara penggunaan alat ukur • Mistar 1. Mengukur benda percobaan 2. Memasukkan hasil pengukuran kedalam tabel • Jangka Sorong 1. Memegang benda percobaan dengan tangan kiri dan jangka sorong dengan tangan kanan 2. Menggunakan bagian jangka sorong sesuai dengan benda percobaan 3. Mengukur benda percobaan (melihat tabel) dengan menggeser jangka rahang jangka sorong. • Mikrometer 1. Meletakkan benda percobaan diantara rahang micrometer.
4
•
2. Memutar selubungnya secara perlahan lahan sampai terdengar bunyi tertentu, kunci selubung agar tidak bergeser. 3. Membaca angka pada skala utama dan skala nonius Neraca pegas 1. Menimbang berat benda yang diberika dengan menggunakan neraca pegas 2. Membaca skala yang ditunjukkan alat ukur
B. Prosedur Percobaan : 1. Mengukur volume benda - Tentukan NST setiap alat ukur yang akan digunakan - Pengukuran Balok o Ukur tinggi tabung menggunakan mistar dan jangka sorong masingmasing sebanyak 5 kali untuk masing-masing nya, lalu tuliskan hasilnya pada table o Ukur Diameter tabung menggunakan jangka sorong dan micrometer sekrup masing-masing sebanyak 5 kali untuk masing-masing nya, lalu tuliskan hasilnya pada tabel o Hitung hasil pengukuran berulang menggunakan standar deviasi o Hitung volume dari balok menggunakan perambatan ketidak pastian - Pengukuran massa Balok dan Bola o Ukur massa balok dan Bola dengan neraca pegas dengan aturan pengukuran tunggal, tulis hasil pengukuran menggunakan dengan angka ketidakpastian - Menghitung massa jenis balok dan bola o Hitung masa jenis bola dan balok (ρ=m/V), dan gunakan rambatan ketidak pastian. V. Data Praktikum 1. Dimensi balok Alat ukur
tinggi
pegukuran mistar
diameter Jangka sorong
Mikrometer mistar sekrup
Jangka sorongg
Neraca ohaus Mikrpmeter Massa sekrup (m)
1 2 3 4 5
2. Dimensi Bola Alat ukur Pengkuran ke-
Jangka sorong Diameter (D)
Micrometer sekrup Diameter (D) 5
Massa
1 2 3 4 5
6
JOBSHEET 2 HUKUM NEWTON I I. TUJUAN - Mahasiswa mampu memahami tentang hukum kelembaman (Hukum Newton I) - Mahasiwa mampu mengitung besar gaya pada suatu kesetimbangn. II. TEORI SINGKAT Kesetimbangan gaya Ilmuan kebangsaan itali bernama GALILEO GALILEI (1564-1642) mengatakan bahwa untuk mengubah kecepatan suatu benda diperlukan suatu gaya luar, akan tetapi untuk mempertahankan kecepatan pada suatu nilai (arah) tertentu tidaklah diperlukan gaya luar. Prinsip Galileo ini diambil oleh Isaac newton (1642-1727), dimana dalam bentuk hokum Newton, prinsip Galileo dinatakan sebagai berikut, setiap benda tetap berada pada keadaan diam atau gerak lurus beraturan, kecuali jika benda itu dipaksa untuk mengubah keadaan tersebut oleh gaya-gaya yang dikerjakan padanya. Maka gaya dapat didefinisikan sebagai apa yang menyebabkan perubahan kecepatan. Untuk mengukur gaya berdasarkan pada pengukuran perubahan bentuk atau ukuran sebuah beda dalam keadaan diam disebut dengan cara pengukuran gaya static. Cara pegukuran static ini berdasarkan pada kenyataan bahwa jika pada sebuah benda bekerja beberapa gaya, sedang benda mempunyai percepatan nol, maka jumlah vector dari semua gaya bekerja pada benda sama dengan nol. Alat yang bisa digunakan untuk mengukur gaya dengan cara statis adalah timbangan pegas. Alat ini terdiri dari pegas kumparan dengan jarum yang dipasang pada salah stau ujungnya. Jarum ini dapat bergerak pada sebuah skala. Suatu gaya yang bekerja pada timbangan merubah panjang pegas. Jika sebuah benda dengan berat 1 newton digantung pada pegas, maka pegas akan bertambah panjangnya, sampai tarikan oleh pegas mempunyai besar yang sama dengan berat benda. Suatu tanda dapat dibuat skala dimana jarum berada da diberi tulisan 1 newton. Dengan cara yang sama benda yang beratnya 2 , 3 newton dan sebagai nya dapt digantung pad apegas dan tanda yang bersangkutan diberikan pada letak jarum pada nilai beban diatas.
7
III. ALAT DAN BAHAN 1. Papan gaya 2. Spring balance 3. Busur derajat 4. Benang 5. Beban 6. Mistar 7. Pensil IV. LANGKAH KERJA 1. Merakit alat seperti pada gambar 2. Mengantung beban m1 dan m2 dengan massa sesuai dengan table 3. Menahan spring balance sehingga terjadi kesetimbangan dan mencatat reaksi pada spring balance 4. Mengukur dengan busur derajat besar sudut yang terletak antara dua gaya 5. Mengulangi percobaaan dengan variasi gaya-gaya sesuai pada table. V.
DATA PRAKTIKUM Gaya neraca pegas
Massa benda a
massa benda b
Percobaan 1 Percobaan 2 Percobaan 3
8
Sudut a
Sudut b
JOBSHEET 3 HUKUM NEWTON II A. GAYA GESEK STATIS I. TUJUAN Tujuan dari praktikum ini yaitu : - Memahami konsep vector gaya - Memahami dan dapat mengihiung besar koefisien gesekan statis II. TEORI SINGKAT Gaya merupakan besaran vector, yang besaran yang memiliki nilah dan arah. untuk menghitung resultan gaya biasanya gaya di gambarkan dalam komponen sumbu koordinat. Beberapa gaya yang bisanay terdapat pada suatu benda yaitu : -
-
Gaya berat o Besar nya W = m .g o Arah nya : selalu menuju pusat bumi Gaya gesek o Besar nya N o Arah nya selalu tegak lurus ke rah luar dari bidang
Gaya gesek merupakan gaya yang terjadi ketika dua bidang benda bersentuhan, gaya gesek dapat dibedakan jadi 2 jenis yaitu : Gaya gesek statis Gaya gesek yang terjadi saat benda diam. Gaya gesek statis nilai berubahrubah sesuai dengan gaya yang diberika untuk meggerkan benda pada arah yang sama dengan gaya gesek. Ketika benda diam maka gaya gesek statisnya =0 Besar gaya gesek dapat dirumuskan sebagai berikut : Fgs = µs . N Nilai µs berubah ubah dari 0 - µsmaksimum - Gaya Gesek Kinetis Gaya gesek yang terjadi saat benda bergerak, nilai nya tetap dan arahnya selalu berlawanan dengan arah gerak benda. Fgk = µk . N Gesekan statis terjadi pada saat balok luncur cenderung untuk bergerak setelah menerima gaya. Gaya tarik (F) dan gaya gesek statis (Fs) selalu berlawan arah. Jika Fs < F maka balok tidak akan bergerak. Jika Fs = F maka balok tepat akan bergerak. Beberapa sifat dari gaya gesekan statis adalah : 1. Arah gaya selalu berlawanan arah dengan arah gerak benda 2. Arah gaya gesekan tidak bergantng pada luar permukaan yang bersentuhan -
9
Gaya gesekan statis dapat ditentukan dengan rumus : Fs = µ . N Dimana : µ1 = koefisien gesekan statis N = Gaya bormal (N = W = m . g) Sehingga pada saat balok tepat akan bergerak diperoleh : µs = F / N
III. 1. 2. 3. 4. 5. IV. V.
ALAT DAN BAHAN Unit percobana gesekan statis Balok luncur Beban dan penggantung Katrol Benang LANGKAH KERJA Ukur berat benda menggunakan neraca pegas Letakkan benda di atas unit percobaan gesekan statis Naikkan sisi alat percobaan bagian atas pelan-pelan sehingga membentuk kemiringan tertentu. Hentikan dan tahan unit yang dinaiikan ketika benda tepat akan bergerak Hitung sudut yang dibentuk Hitung besar koefisien gesekan statis Ulangi untuk dua benda lainnya. DATA PRAKTIKUM Benda 1 Berat benda A B C
sudut
B. GAYA GESEK KINETIS I. TUJUAN - Menentukan koefisien gesekan kinetis antara dua permukaan II. TEORI SINGKAT
10
Gesekan kinetis yaitu gaya gesek yang terjadi saat benda dalam keadaan bergerak, Gaya gesekan statis arahnya selalu berlawanan dengan arah gerak benda. Gaya gesek kinetis dapat dicari dengan menggunaan hukum newton II. = Misalkan kita merangkai
∑
III. ALAT DAN BAHAN : 1) Unit percobana gesekan statis 2) Balok luncur 3) Beban dan penggantung 4) Katrol 5) Benang
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
IV. Langkah kerja Merakit alat seperti pada gambar Menimbang berat balok luncur W1 dan W2 dengan neraca pegas Biarkan benda bergerak, ukur waktu benda bergerak dari posisi awal sampai posisi tertentu, ukur juga posisinya. Hitung percepatan benda 1 dengan rumus GLBB Hitung koefisien gesekan statis Ulangi untuk benda W2 yang berbeda sedangan W1 sama Ulangi untk benda W1yang berbeda sedangan W2 sama V. DATA PERCOBAAN pengukuran Benda papan
Masa benda di Benda digantung
Benda 1 dan 2 Benda 1 dan 3 Benda 3 dan 2
11
Waktu tempuh
jarak yang ditempuh
JOBSHEET 4 HUKUM NEWTON III REAKSI TITIK TUMPUAN I. TUJUAN Setelah selesai melakukan pratikum mengenai Reaksi Titik Tumpuan ini, maka diharapkan mahasiswa dapat menentukan gaya reaksi pada titik tumpuan. II. TEORI SINGKAT Menurut Hukum Newton III setiap aksi membutuhkan reaksi yang besarnya sama tetapi berlawanan arah. Bila pada batang bekerja gaya tegak lurus dan batang tersebut bertumpu pada engsel dan rol, maka reaksi pada titik tumpuan dapat ditentukan dengan cara analitis dan grafis. Secara analitis, menggunakan prinsip kesetimbangan gaya : ΣFx = 0 ΣFy = 0 Στ=0 ΣFx adalah jumlah gaya pada sumbu x, sementara itu ΣFy adalah jumlah gaya pada sumbu y, Στ adalah jumlah momen gaya. Secara lukisan kutub (grafis), menggunakan prosedur berikut : 1. Menentukan titik O secara bebas 2. Melukis gaya F1, F2, dan F3 pada satu garis lurus dengan skala (misal 1 N = 1 cm) 3. Menghubungkan garis kutub I, II, III, dan IV, sejajar dengan diagram (jarak titik tangkap F1, F2, dan F3 harus ditentukan terlebih dahulu) 4. Memindahkan garis kutub I, II, III dan IV, sejajar dengan diagram (jarak titik tangkap F1, F2 dan F3 harus ditentukan terlebih dahulu) 5. Hubungkan ujung garis kutub I dan IV 6. Memindahkan kembali garis X ke lukisan kutub sehingga memotong garis tegak lurus (gaya vertikal) 7. Besar gaya reaksi R1 dan R2 dapat diukur, dan diskalakan kembali ke satuan Newton. III.ALAT DAN BAHAN Alat dan bahan yang digunakan pada pratikum ini adalah : 1. Beban 2. Benang 3. Rangka batang/ mistar 4. Neraca pegas IV. LANGKAH KERJA Langkah-langkah yang dilakukan pada pratikum ini adalah : 1. Merakit alat seperti pda gambar rangkaian percobaan 12
2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. V.
Massa benda 1
Menempelkan kertas pada papan gaya Mengatur posisi batang agar mendatar Mencatat angka yang ditunjukkan oleh kedua neraca pegas sebagai mA dan mB Menggantung bebang pada benang penggantung dengan jarak yang tetah ditentukan (d1, d2, dan d3) Mengatur sekerup neraca pegas agar batang kembali ke posisi semula Mencatat angka yang ditunjuk oleh kedua neraca pegas sebagai Ra dan Rb Mengulangi percobaan dengan massa beban dan jarak yang berbeda Menghitung gaya reaksi Ra dan Rb dengan cara analitis dan lukisan kutub DATA PERCOBAAN Massa mistar Massa benda 2
Jaraj d1
Jarak d2
13
Jarak d3
Gaya titik tumpu 1
Gaya titik tumpu 2
JOBSHEET 5 HUKUM ARCHIMEDES A. MENGHITUNG MASSA JENIS I. TUJUAN : Setelah menyelesaikan praktikum ini diharapkan mahasiswa dapat : - Mengukur massa benda dengan timbangan dan menuliskan satuan massa dalam Kg - Mengukur volume benda dengan melihat kenaikan air pada gelas ukur bila objek telah dicelupkan dan menulsikan satuannya dalam m3 - Menghitung massa jenis dalam masing-masing objek dalam kg/m3 - Menghitung massa jenis relative suatu benda II. TEORI SINGKAT A. Massa Massa adalah kualitas zat yang dikandung oleh sebuah benda. Alat untuk mendapatkan massa benda dengan mempergunakan timbangan berat, berat adalah massa benda dikalikan denga gravitasi bumi W = m.g Dimana : W = berat (Newton) m = massa (Kg) g = gravitasi bumi B. Benda Benda dapat digolongkan atas dua bentuk : o Benda bentuk beraturan Contoh : empat persegi panjang, segitiga, persegi empat, lingkaran, kerucut prisma, dll o Benda bentuk tak beraturan Contoh : batu, kerikil, pasir, semen, powder Alat untuk menentuka volume benda tak beraturan no a s/d d adalah gelas ukur + air, sedangkan untuk no e adalah gelas ukur + minyak tanah. Setalah dapat massa dan volume benda maka : Massa jenis -= massa / volume (Kg/m3) III. -
ALAT DAN BAHAN Gelas ukur dan kaca atau plastic Air secukupnya, balok kayu, balok semen, porselin Mistar, timbangan , benang Botol dasar datar 14
-
Pasir halus
IV. LANGKAH KERJA 1. Menentukan massa dengan timbangan - Memasang timbangan dengan baik, dengan mempelajari timbangan terlebih dahulu. Kalau mempergunakan arun balance, letakkan alat pemberat timbangan arah keatas. Disesuaikan kekuatan timbangan dengan benda yang akan akan ditimbang - Menimbang massa objek yang sudah disediakan satu persatu (benda tak beraturan) dan membaca skala pada timbangan untuk mengetahui massa dari objek. Membaca skala timbangan sebaiknya dari depan jarum penunjuk skala, jangan dari samping. - Mencatat hasil pembacaan, kemudian mencatatkannya pada table yang sudah ada. 2. Menentukan Volume benda dengan gelas ukur dan air - Mengisi gelas ukur dengan air setinggi 500 cc, mencatat ketinggian air tersebut (h1), kemudian mengubah satuannya menjadi m3 - Mengikat objek dengan benang dan mencelupkan objek tersebut seluruhnya ke dalam air. - Mencatat ketinggian air sekarang (h2) dan meguba satuannya menjadi m3 - Menghitung volume dari objek (h2 – h1) dan mencatat pada table. - Untuk benda beraturan (balokkayu) diukur panjang, lebar dan tigginya, kemudia dicari volume nya. 3. Menentukan massa jenis benda - Dengan telah didapatkanya massa dan volume benda, maka jenis bend adapt dicari, kemudian dicatat pada tabel 4. Menentukan massa jenis relative - Mengambil botol dasar dasar datar yan telah ditentukan volumenya, kemudia menimbang botol tersebut untuk mencari massanya dan hasilnya dicatat pada table - Mengisi botol tersebut dengan pasir halus kira-kira setemgahnya, kemudian menimbang massa botol tanpa pasir dan dicatat pada table - Mencari massa pasir - Memasukkan air ke dalam botol yang berisi pasir pada langkah dua yang ditentukan takaranya sampai botol penuh berisi air, kemudian botol ditimbang yang berisi pasir dan air tersebut, kemudian mencatat hasilnya pada table. - Mencari volume pasir dan mencatat hasilny apda table - Mencari massa air dan mencatat pada table - Dari data data yang diperoleh ditentukan massa jenis relative beda atau pasir berdsarakan rumus diatas.
15
V.
DATA PERCOBAAN Jenis benda
Massa benda
Volume benda
B. MENGHITUNG GAYA ARCHIMEDES I. TUJUAN : - Menghitung besar gaya tekan ke atas yang dimiliki oleh benda - Menghitung massa jenis zat cair menggunakan hukum Archimedes II. TEORI SINGKAT Bunyi hukum Archimedes : “ Besar gaya tekan ke atas yang dimiliki oleh benda yang berada dalam suatu zat cair sama dengan berat zat cair yang dipisahkan” Perumusan dari hukum archimedes ini yaitu : Fa = ρ . g . V Dimana : -
Fa = gaya tekan ke atas benda dalam zat cair (Newton) ρ = masajenis zat cari (Kg/m3) g = gravitas bumi (m/s2) V = volume benda yang tercelup
III. ALAT DAN BAHAN - Gelas ukur dan kaca atau plastic - Air secukupnya, balok kayu, balok semen, porselin - Mistar, timbangan , benang IV. LANGKAH KERJA 1. Menghitung gaya tekan ke atas - Timbang masing-masing benda yang telah disiapkan dengan neraca pegas, - Masukkan benda ke dalam zat cair, lalu timbang lagi bendaketika berada di dalam air - Kurangkan berat benda di udara dengan benda benda dalam zat cair - Hitung besar gaya tekan ke atas yang dimiliki oleh benda dengan menggunakan hukum Archimedes, dan bandingkan dengan hasil pengurangan pada poin sebelumya 16
2. Menghitung massa jenis zat cair - ganti air dengan zat cair lainnya, (minyak tanah), timbang berat benda di udara dan didalam zat cair. - hitung menggunakan Hukum Archimedes massa jenis zat cair
V.
DATA PERCOBAAN
Jenis benda
Massa benda
Berat benda di udara
Berat benda dalam air
Zat cair 1 Benda 1 masuk semua Benda 1 masuk setengah Benda 2 masuk seluruhnya Benda 2 masuk setengah
17
Zat cair 2
Volume zat yang dipisahkan Zat cair 1
Zat cair 2
JOBSHEET 6 GETARAN HARMONIK I. TUJUAN - Mahasiswa memahami tentang besaran-besaran pokok pada gelombang, yaitu frekuensi, periode, simpangan, amplitude, sudut fase dan fase - mahasiswa mampu menurunkan persamaan gelombang - mahasiswa mampu memhami konsep perambatan dan resonansi gelombang. II. TEORI SINGKAT Getaran adalah Gerakan bolak balik melewati titi keseimbangan. Besaran-besaran pokok pada getaran harmonic yaitu : -
Periode (T) : waktu yang diperlukan untuk satu kali getaran Frekuensi (f): banyaknya gelombang yang terjadi tiap satuan waktu Simpangan (y) : jarak benda yang di getarkan dengan titik keseimbangan nya Amplitudo (A) : Simpangan terjauh dari benda Sudut fase (ϴ) : besaran sudut yng dibentuk saat simpangan tertentu Fase (φ) : besar sudut fase dibagi dengan satu putaran gelombang (2π)
Getaran dapat dirumuskan sebagai berikut : y = A sin ϴ y = A sin ω . t y = A sin
t
y = A sin 2πf . t Peride dan frekuensi bend adapat dicari dengan menggunakn persamaan berikut : =
1 2
= 2 III. ALAT DAN BAHAN - Set bandul dengan panjang tali berbeda - Benda-benda dengan massa berbeda - Mistar - Stopwatch IV. LANGKAH KERJA 18
Getarkan bandul dengan benda yang telah disiapkan Ukur amplitude dari gerataran Hitung perioda dan frekuensi dari bandul Ulangi untuk benda yang berbeda Ulangi untuk panjang bandul yang berbeda Hitung periode dan frekeunsi dengan rumus yang telah diberikan, bandingkan hasilnya Turunkan rumus umum getaran harmonic untuk masing-masing benda Hitung gravitasi bumi dari nilai periode/frekuensi yang diperoleh
V.
DATA PERCOBAAN Jenis benda
Massa benda
amplitudo
Jumlah getaran L = 5 cm
19
waktu getaran
L= 10 cm L = 5 cm
L = 10 cm
JOBSHEET 7 PENGUKURAN KOMPONEN LISTRIK I. TUJUAN Tujuan yang akan dicapai dengan diadakannya praktek ini adalah agar mahasiswa dapat : 1. Menetukan nilai tahanan bedasarkan kode warna 2. Mengidetifikasi dan mengukur komponen pokok dalam listrik ; resistor, kapasitor, induktor, diode, transistor. II. TEORI SINGKAT A. KODE WARNA TAHANAN Nilai tahanan karbon dapat diketahui dengan membaca kode warna yang terdapat pada tahanan tersebut. Misalkan dengan sebuah tahanan dengan kode warna kuning, ungu, merah, emas, mempunyai nilai tahanan sebesar 4700 Ohm, toleansi ± 5% Rangkaian Seri Tahanan R1 dan R2 seri, tahanan totalnya adalah Rs = R1 + R2 Rangkaian Paralel Tahanan R1 dan R2 paralel, tahanan totalnya adalah 1/Rp = 1/R1 + 1/R2 Rangkaian Campuran Seri Paralel Nilai tahanan total untuk rangkaian campuran seri paralel ditentukan oleh bentuk rangkaiannya. Tahanan total untuk rangkaian diatas adalah : Rt = R1 + R2.R3/R2+R3
III. ALAT DAN BAHAN Alat dan bahan yang digunakan dalam praktek ini adalah : 1. Multitester 2. Tahanan 150 Ohm, 470 Ohm, 1 Kohm, 1,5 Kohm, 2,2 Kohm, 4,7 Kohm 3. Breadboard 4. Kabel IV.
LANGKAH KERJA Langkah-langkah yang dilakukan dalam praktek ini adalah : 1. Menentukan nilai tahanan sesuai dengan tabel yang ada, bedasarkan kode warnanya 2. Mengukur nilai tahanan yang diberikan sesuai dengan tabel yang ada 3. Membuat rangkaian sesuai dengan rangkaian pada gambar rangkaian 20
4. Mengukur nilai tahanan total rangkaian tersebut 5. Mengukur nilai tahanan rangkaian selanjutnya
21
JOBSHEET 8 HUKUM OHM I. TUJUAN : - Mengukir nilai tahanan total pada rangkaian tahanan seri, parallel dan campuran seri parallel - Menghitung nilai tahanan total suatu rangkaian tahanan dengan metode rangkaian seri paralel dan transformasi segitiga bintang - Mengukur arus dan tegangan dalam suatu rangkaian listrik - Menghitung besar arus dan tegangan pada rangkaian dengan menggunakan hukum ohm
II. TEORI SINGKAT Transformasi Rangkaian Segitiga Ke Rangkaian Bintang R1, R2, dan R3 dalam rangkaian segitiga dapat ditransformasikan kedalam rangkaian bintang dengan tahanan R12, R23 dan R13 yang nilainya sebagai berikut : R12 = R1R2 / R1 + R2 + R3 R23 = R2R3 / R1 + R2 + R3 R13 = R1R3 / R1 + R2 + R3 Arus dalam suatu rangkaian listrik nilainya ditentukan oleh nilai tegangan dari tahanan dalam rangkaian tersebut. Menurut ahli fisika bangsa jerman yang bernama GEORGE SIMON OHM, besar arus dalam suatau rangkaian listrik berbading lurus dengan tegangan terbalik dengan tahanan dalam rangkaian tersebut, hokum ini dapat dinyatakan dalam bentuk : -
I=
Dimana : I = arus dengan ampere (a) R = Tahanan (ohm) V = tegangan (volt) III. ALAT DAN BAHAN - Multimeter - Miliampere - Tahanan 47 ohm, 100 ohm, 470 ohm dan 1000 ohm - Sumber tegangan DC 6 V - Kabel - Papan rangkaian
22
IV. LANGKAH KERJA 1. Rangkaian a - Rangkai rangkaian di breadboard sesuia dengan rangkaian (a), (a), perhatian tanda positif (+) dan negative ((-) - Ukur besar arus I, V1 , V2 , I1 dan I2 - Variasikan nilai hambatan sesuai dengan tabel hambatan yang diberikan
-
2. Rangkaian B Rangkai rangkaian di breadboard sesuia dengan rangkaian (a), (a), perhatian tanda positif (+) dan negative ((-) Ukur besar arus I, V1 , V2 , V3, I1 , I2 dan I3 Variasikan nilai hambatan sesuai dengan tabel hambatan yang diberikan
Rangkaian percobaan
I I
(a) (b)
23
JOBSHEET 9 HUKUM KIRCHOFF I I. TUJUAN. Tujuan dari pelaksanaan pratikum ini, dimana paratikan diharapkan dapat : 1. Mengukur arus total dan arus cabang dalam suatu rangkaian listrik 2. Menghitung besar arus total dan cabang dalam suatu rangkaian listrik 3. Menyelidiki hubungan anatara arus total dan arus cabang dalam rangkaian tahanan II. TEORI SINGKAT Hukum kirchoff I merupakan hukum arus kirchoff yang dapat dinyatakan sebagai berikut : jumlah arus yang menuju titik cabang sama dengan jumlah arus yang meninggalkan titik tersebut. Misalkan A adalah titik cabang. Arus yang menuju titik A adalah I1, arus yang meninggalkan titik A adalah I2. I3, dan I4, maka I1 = I2 – I3 + I4 Dalam rangkaian seperti gambar 2 terdapat dua sumber arus bebas sebesar 30 mA dan 10 mA, dan sebuah arus tak bebas atau sumber arus terkontrol sebesar 2 Ix. Sumber arus tak bebas adalah suatu sumber arus dimana arusnya ditentukan oleh arus yang terdapat di setiap bagian rangkaian. Tentukan besar arus Ix dan Iy dalam rangkaian tersebut. Solusi : Dengan menggunakan hukum arus kirchoff pada masing – masing titik cabang dalam rangkaian diperoleh dua persamaan : - Untuk titik cabang A : 30 = Ix – Iy ........................................................................................................ (1) - Untuk titik cabang B : 2Ix – Iy = 10 .......................................................................................................(2) III. -
IV.
ALAT DAN PERALATAN Multimeter Miliampere Tahanan 47 ohm, 100 ohm, 470 ohm dan 1000 ohm Sumber tegangan DC 6 V Kabel Papan rangkaian
LANGKAH KERJA -
Rangkai rangkaian di breadboard sesuia dengan rangkaian (a), perhatian tanda positif (+) dan negative (-) Ukur besar arus I, I1 , I2 , I3 , I4 , I5 24
-
Variasikan nilai hambatan batan sesuai dengan tabel hambatan yang diberikan Rangkaian percobaan :
25
JOBSHEET 10 HUKUM KIRCHOFF II I.
TUJUAN - Mengukur arus dan tegangan dalam rangkaian listrik satu loop dan dua loop - Menghitung besar arus dan tegangan dalam rangkaian listrik sat loop dan dua loop dengan menggunakan hokum tegangan kirchof dan hUkum ohm
II. TEORI SINGKAT Hukum tegangan kirchof dapat dinyatakan sebagai berikut : dalam suatu rangkaiantertutup (loop), jumlah gaya gerak listrik (GGL) sama dengan jumlah hasil kali arus dan tahanan dalam loop itu, hokum ini dapat dinyatakan dalam bentuk : ∑E = ∑IR Aturan yang harus digunakan adalah : -
-
Terapkan arah arus loop pada setiap loop Tegangan sumber diberi tanda positif bilaa searah dengan arah arus loop dan sebaliknya Arus diber tanda positif bila searah dengan arah arus loop dan sebaliknya tahanan selelu diberi tanda positif Teganngan antara dua titik dalam rangkaian, misalnya VAB dapat ditentukan dengan menggunakan hokum ohm sebagai berikut : VAB = ∑IR - ∑E Aturan yang harus dipenuhi adalah : Arah positif adalah dari A ke B I dan E diberi tanda positif bila searah dengan arah positif dan sebaliknya R selalu diberi tanda positif (+)
Pad agambar I diketahui dua sumber tegangan E1 = 30 volt dan E2 = 120 volt, tahanan dalamnya diabaikan, tahana R1 = 30 ohm , R2 = 15 ohm. Dapat ditentukan arus, tegangan pada masing-masing tahanan dan tegangan antara titik A dan B. terlebih dahulu ditentukan arah arus dalam rangkaian, misalkan searah dengan arah putaran jarum jam. Dengan menggunakan hokum ohm diperoleh besar arus dalam rangkaian : ∑E = ∑ IR E1 + E2 = I R1 + I R2 E1 diberi tanda negative karena berlawaan dengan arah 1 -30 + 120 = I (30 + 15) Diperoleh I = 2 ampere
26
Tegangan pada masing-masing tahanan adalah : VR1 = I .R1 = 2 x 30 = 60 volt VR2 = I . R2 = 2 x 15 = 30 volt Tegangan antar titik A dan B dihitung sebagai berikut : Arah positif adalah dari titik A ke B yang melalui R1 dan E1 VAB = ∑ I R - ∑E = I . R1 – (- E1) = 2 x 30 + 30 Dari gamabr 2 kita diminta untuk menetukan I2, E2, E3 dan beda potensial atanta titik A dan B Arah arus I1 , I2 dan I3 dapat kita ambil sembatang. Pada titik A berlaku hubungan , I1 – I2 – I3 = 0 I2 = I1 – I2 = 1 -2 = -1 ampere (berarti arus yang diambil terbalik) Hal ini tidak menjadi masalah, asal kita mempertahankan tanda negative untuk menetukan E1 dan E2 pada loop I digunakan rumus, ∑E = ∑I. R ∑E = E1 – E2 ∑IR = I2 . R3 + I2 R2 + I1 R4 + I1 R1 Perhatikan bahwa E2 diberi tanda negative karena malawan arah loop 1 E1 – E2 = I2 R5 + I2 r2 + I1 R4 + I1 R1 20 – E2 = - 1 ( 4 + 1) + 1 ( 6 + 1) E2 = 20 – 2 = 18 volt Untuk loop 2 digunakan rumus : ∑E = ∑ IR ∑E = E2 – E3 ∑IR = I3 R3 + I3 R6 – I2 R2 – I2 R5
III. -
ALAT DAN PERALATAN Multimeter 27
-
IV.
Miliampere Tahanan 47 ohm, 100 ohm, 470 ohm dan 1000 ohm Sumber tegangan DC 6 V Kabel Papan rangkaian
LANGKAH KERJA
-
-
1. Rangkaian a Rangkai rangkaian di breadboard sesuia dengan rangkaian (a), (a), perhatian tanda positif (+) dan negative ((-) Ukur besar arus V1 , V2 , V3 Variasikan nilai hambatan sesuai dengan tabel hambatan yang diberikan 2. Rangkaian B Rangkai rangkaian di breadboard sesuai dengan rangkaian (a), (a), perhatian tanda positif (+) dan negative ((-) Ukur besar arus V1 , V2 , V3 , V4 dan I2 Variasikan nilai hambatan sesuai dengan tabel hambatan yang diberikan Rangkaian Percobaan :
(a)
(b)
28
