Gerak Lurus Beraturan dan Gerak Lurus BerubahBeraturan

IK 38 04 G Aswindo Putra (1302144074)

Aditya Nugroho Prakoso (1302140099)

Taufik AL Rahman Miharja (1302144014 )

Lukman Hardian (1302140004 )

Praktikum Fisika Dasar 1

Tujuan

• Mempelajari Gerak Lurus Beraturan (GLB) dan Gerak Lurus

Berubah Beraturan (GLBB) menggunakan pesawat attwood

Menentukan Momen Inersia roda katrol pada pesawat attwood

Alat Alat Percobaan

1. Pesawat attwood lengkap

- Tiang Berskala

- Katrol dan Tali

- Dua (2) beban bermassa

- 2 Beban Tambahan

- Penjepit beban

- Penyangkut Beban

- Landasan akhir

2. Jangka sorong3. Stopwatch4. Neraca teknis lengkap

Dasar Teori

Hukum 1 newton menyatakan bahwa, jika resultan gaya yang bekerja pada suatu sistem (benda)sama dengan nol, maka sistem dalam keadaan setimbang, artinya benda tersebut akan bergeraklurus beraturan (GLB). Pada hukum II Newton, disimpulkan bahwa :

1. Arah percepatan benda sama dengan arah resultan gaya yang bekerja pada benda2. Besarnya percepatan sebanding gayanya3. Bila ada gaya bekerja pada benda maka benda mengalami percepatan, sebaliknya bila bendamengalami percepatan tentu ada gaya penyebabnya.

Untuk percepatan (a) yang tetap/konstan, maka berlaku persamaan gerak yang disebut sebagaigerak lurus beraturan sebagai berikut :

X = 𝑋0 + 𝑉0t + 1 2 𝑎𝑡2dengan A=

𝐹

𝑚Jadi, GLB adalah Gerak benda pada lintasan lurus dengan kecepatan tetap tanpa ada percepatan danGLBB adalah gerak benda pada lintasan lurus dengan percepatan atau perlambatan tetap.

Grafik GLB

Grafik s terhadap t Grafik v terhadap t

Grafik GLBB

Grafik s terhadap tGrafik a terhadap t

Momen Inersia

Momen inersia adalah ukuran kelembaman suatu benda untuk berotasi terhadap porosnya. Momen inersia (I) suatu benda terhadap poros tertentu besarnya sebanding dengan massabenda tersebut dan sebanding dengan kuadrat dari jarak benda terhadap poros.

I ~ m

I ~ r2

Untuk katrol dengan beban seperti pada gambar 1

maka berlaku persamaan :

∑𝜏 = I α sehingga 𝑎 =𝑚3𝑔

𝑚1+𝑚2+𝑚

3+ 1 𝑟2

Dengan :

a = percepatan gerak beban (m/s2)

m = massa beban (kg)

I = momen inersia katrol (m)

g = percepatan gravitasi (m/s2)

GLBB : Gerak Lurus Berubah Beraturan

NO

Dengan 1 beban dengan 2 beban

Jarak AB TAB Jarak AB TAB

1 2.41 0.40 1.80 0.40

2 1.81 0.30 1.22 0.30

3 1.56 0.20 0.90 0.20

5.78 0.90 3.92 0.90

Pengolahan Data

GLBB 1 Beban

x y 𝐱𝟐 𝐲𝟐 xy

1 2.41 0.40 5.81 0.16 0.96

2 1.81 0.30 3.28 0.09 0.54

3 1.56 0.20 2.43 0.04 0.31

5.78 0.90 11.52 0.29 1.82

𝑏 =N∑XY− ∑x ∑Y

N∑𝑋2 − (∑𝑋)2

N=3

Data Percobaan Gerak lurus Berubah Beraturan

b1 =N∑XY− ∑x ∑Y

N∑𝑋2 − (∑𝑋)2

b1= 3. 1,82−(5.78) (0,90)3.11,52 − 5.78 2

= 0,162851 m/s2

a= 2.b

= 2. 0,162851

Untuk beban 1,a = 0,3257m/s2

∆b=∆𝑦𝑁

𝐍 𝑿𝟐−( 𝑿)𝟐

∆y = 1

𝑁−2[ 𝐲𝟐−

𝐱𝟐 𝐲𝟐−𝟐 𝐱 𝐲 . 𝐱𝐲+𝐍 𝐱𝐲

𝐍 𝑿𝟐−( 𝑿)𝟐]

∆y = 1

3−2[0.29 −

𝟏𝟏.𝟓𝟐(𝟎.𝟗𝟎)𝟐−𝟐 𝟓,𝟕𝟖.𝟎.,𝟗.𝟏.𝟖𝟐 +𝟑.(𝟏,𝟖𝟐)𝟐

𝟑.𝟏𝟏,𝟓𝟐−(𝟓.𝟕𝟖)𝟐]

= 0.032709

∆b=∆𝑦𝑁

𝐍 𝑿𝟐−( 𝑿)𝟐

∆b=0.0327093

𝟑.𝟏𝟏,𝟓𝟐−(𝟓.𝟕𝟖)𝟐

= 0,052945

∆𝑎1 = 2. ∆𝑏 = 0.10589

GLBB 2 Beban

𝐱𝟐 𝐲𝟐 xy

1 1.80 0.40 3.24 0.16 0.72

2 1.22 0.30 1.49 0.09 0.37

3 0.90 0.20 0.81 0.04 0.18

3.92 0.90 5.54 0.29 1.27

𝑥 𝑦

𝑏 =N∑XY− ∑x ∑Y

N∑𝑋2 − (∑𝑋)2

N=3

Data Percobaan Gerak lurus Berubah Beraturan ( beban di tambah 1 )

𝑏2=N∑XY− ∑x ∑Y

N∑𝑋2 − (∑𝑋)2

𝑏2= 3. 1.27−(3.92) (0,90)

3.5,54 − 3,92 2

= 0,24304m/s2

𝑎2= 2. 𝑏2= 2. 0,24304 =0,486080

Untuk beban 1,a = 0,486080 m/s2

∆𝑏2=∆𝑦𝑁

𝐍 𝑿𝟐−( 𝑿)𝟐

∆y = 1

𝑁−2[ 𝐲𝟐 −

𝐱𝟐 𝐲𝟐−𝟐 𝐱 𝐲 . 𝐱𝐲+𝐍 𝐱𝐲

𝐍 𝑿𝟐−( 𝑿)𝟐]

∆y = 1

3−2[0.29 −

𝟓,𝟓𝟒(𝟎.𝟗𝟎)𝟐−𝟐 𝟑.𝟗𝟐.𝟎.,𝟗.𝟏.𝟐𝟕 +𝟑.(𝟏,𝟐𝟕)𝟐

𝟑.𝟓,𝟓𝟒−(𝟑,𝟗𝟐)𝟐]

= 0.023266

∆b=∆𝑦𝑁

𝐍 𝑿𝟐−( 𝑿)𝟐

∆b=0.0232663

𝟑.𝟓,𝟓𝟒−(𝟑,𝟗𝟐)𝟐

= 0.036061

∆𝑎2 = 2. ∆𝑏2 = 0.072123

GLB

x y 𝒙𝟐 𝒚𝟐 xy

1.72 0.40 2.96 0.16 0.69

1.00 0.30 1.00 0.09 0.30

0.43 0.20 0.18 0.04 0.09

3.15 0.90 4.14 0.29 1.07

𝑏 =N∑XY− ∑x ∑Y

N∑𝑋2 − (∑𝑋)2

N=3

Data Percobaan Gerak lurus Beraturan

𝑏 =N∑XY− ∑x ∑Y

N∑𝑋2 − (∑𝑋)2

𝑏 = 3. 1,07−(3.15) (0,90)

3.4,14 − 3,15 2

= 0,323297m/s2

𝑏 = 𝑣= 0, 323297

Untuk 𝑣 = 0, 323297m/s2

∆𝑏 =∆𝑦𝑁

𝐍 𝑿𝟐−( 𝑿)𝟐

∆y = 1

𝑁−2[ 𝐲𝟐 −

𝐱𝟐 𝐲𝟐−𝟐 𝐱 𝐲 . 𝐱𝐲+𝐍 𝐱𝐲

𝐍 𝑿𝟐−( 𝑿)𝟐]

∆y = 1

3−2[0.29 −

𝟒,𝟏𝟒(𝟎.𝟗𝟎)𝟐−𝟐 𝟑,𝟏𝟓.𝟎.,𝟗.𝟏,𝟎𝟕 +𝟑.(𝟏,𝟎𝟕)𝟐

3.4,14 − 3,15 2]

= 0.009473

∆b=∆𝑦𝑁

𝐍 𝑿𝟐−( 𝑿)𝟐

∆b=0.0094733

3.4,14 − 3,15 2

= 0.010362

∆𝑏 = ∆𝑣 = 0.010362

Momen Inersia

I 1 =[( 𝑚3𝑋 𝑔)

𝑎1- (m1 + m2 + m3)] r2

I 2=[𝑚3+𝑚4 𝑔

𝑎2- (m1 + m2 + m3+ m4)] r2

𝑎1 = 𝑏1= 0,3257 𝑚 𝑠2𝑎2 = 𝑏2 = 0,4860 𝑚 𝑠2

Dari massa beban dan jari-jari katrol :m1± m1 = (78.58± 0,005) gramm2 ± m2 = (78.58 ± 0,005) gramm3 ± m3 = (4,46 ± 0,005) gram. (bebantambahan 1)m4 ± m4 = (8.92 ± 0,005) gram. (bebantambahan 2)R ± ∆R =(11,77± 0,005) cm.

I1=[4,46 .10

−3𝑘𝑔 𝑋 9,78 𝑚 𝑠2

0,32 𝑚 𝑠2- (78,58+78,58+4,46)10-3kg] (11,77x 10-2)2 m2

I1= . 136,3 .10− 3𝑘𝑔 − 161,62. 10−3𝑘𝑔 138,5 x 10-4m2

= - 0,0,25 10−1𝑘𝑔 1,38 .10-1 m2

= - 0,00325 kg m2

I2=[(4,46 + 8.92. 10

−3𝑘𝑔) 9,78 𝑚 𝑠2

0,48 𝑚 𝑠2- (161,62. 10−3+8.92 .10-3kg)] (11,77 x 10-2)2 m2

I2= [130,85 .10−3𝑘𝑔

0,48 𝑚 𝑠2- 170,54 .10-3kg] (0,138 . 10-1 m)2

I2= 1,021 .10−1×0,138 . 10−1

= 0,0132 kg m2

𝐼 =−0,00325 𝑘𝑔 𝑚2 + 0,0132 𝑘𝑔 𝑚2

2

I = 0,0049 𝑘𝑔 𝑚2

𝐼 = 𝐼 + ∆𝐼𝑚𝑎𝑘𝑠

∆𝐼1= 𝐼 − 𝐼1= 0.0049 − (−0,00325)= 0.008225 𝑘𝑔 𝑚2

∆𝐼2 = 𝐼 − 𝐼2= 0.0049– 0,0132 𝑘𝑔 𝑚2

= 0.008225 𝑘𝑔 𝑚2

𝐼 = 0,0049 ± 0,008225 𝑘𝑔 𝑚2

Pelaporan

1. Untuk GLBB

• 𝑎 = 𝑎 ± ∆𝑎 𝑚/𝑠2

• 𝑎1 = 0.3257 ± 0,10589 𝑚/𝑠2

• 𝑎2 = 0.486080 ± 0,072123 𝑚/𝑠2

2. Untuk GLB

• 𝑣 = 𝑣 ± ∆𝑣 𝑚/𝑠2

• 𝑣 = 0.323297 ± 0,010362 𝑚/𝑠2

3. Untuk Inersia

• 𝐼 = 𝐼 ± ∆𝐼 𝑚/𝑠2

• 𝐼 = 0,0049 ± 0,008225 𝑘𝑔 𝑚2

TINGKAT KETELITIAN 1. Untuk GLBB

• 𝑇𝐾 = 1 −∆𝑎

𝑎× 100%

1. 𝑇𝐾1 = 1 −0.10589

0.3257× 100% = 67,48 %

2. 𝑇𝐾2 = 1 −0.07212

0.48608× 100% = 85,16%

2. Untuk GLB

• 𝑇𝐾 = 1 −∆𝑣

𝑣× 100%

1. 𝑇𝐾 = 1 −0,010362

0,323297× 100% = 96,79 %

3. Untuk Momen Inersia

• 𝑇𝐾 = 1 −∆𝐼

𝐼× 100%

1. 𝑇𝐾 = 1 −0.008225

0,0049× 100% = 65,32 %

ANALISIS

1. Lakukan analisa apakah gerak tersebut benar-benar beraturan mengingat ketelitian alat-alat yang anda gunakan.

Gerak tersebut memang beraturan namun ada beberapa factor yang membuat penelitiannyakurang teliti, diantaranya pengukuran-pengukuran yang kurang tepat

2. Jelaskan kekurangan-kekurangan yang ada pada percobaan yang dilakukan dan jelaskanpula pengaruhnya dalam percobaan

Kekurangannya ada pada tingkat ketelitian pengamat dan keterbatasan pengamat yang akanberpengaruh pada hasil perhitungan sehingga akan diperoleh hasil yang berbeda

3. Jika beban tambahan ditambah lagi, jelaskan pengaruhnya pada percepatan dankecepatan benda.

Jika beban ditambah maka percepatan benda akan bertambah karena adanya tekananbenda yang didorongsearah gravitasai dengan percepatan yang konstan.

4. Dari hasil pengamatan anda, apakah Hukum Newton II benar-benar berlaku, jelaskanjawaban anda.

Ya, karena dari hasil pengamatan terlihat jelas bahwa apabila massa tambahan ditambahmaka gaya semakin bertambah karena adanya tekanan searah gaya gravitasi sehinggabenda tersebut mengalami percepatan yg lebih besar.

5. Jelaskan pengaruh momen inersia (I) pada percobaan anda.

momen inersia berpengaruh karena hasil percepatan yang diperoleh sesuai dengan hokum newton II yaitu massa secara kuantitatif memperlihatkan antara gaya gerak dengan gaya bendasecara kuantitatif

6. Bagaimana pengaruh perubahan massa beban terhadap nilai momen Inersia.

Pengaruh massa terhadap momen inersia adalah berbanding lurus, sehingga jika massa semakinbesar, momen inersia akan semakin besar juga.

7. Adakah cara yang lain untuk menentukan nilai momen Inersia katrol?

ada, yaitu dengan menggunakan pendekatan konsep dan matematis melalui penjabaran dengan menggunakan teknik diferensial dan integral.

KESIMPULAN

Dari hasil penelitian yang kami lakukan ada beberapa factor yang mempengaruhi ketelitian percobaan. Diantaranya :

- beban yang berputar-putarsehingga posisinya berubah

- Perhitungan waktu yang kurang tepat dan kurang akurat

- Lubang penyangkutnya kurang besar sehingga sering menyenggol beban

Pada pesawat attwood dapat disimpulkan bahwa kecepatan konstan danpercepatannya nol digerak lurus beraturan(GLB) dan (GLBB) percepatan bendakonstan. Hukum newtonII memang benar0benar berlaku karena jika massadiperbesar maka kecepatan dan percepatannya akan bertambah besar juga

Saran

• Bimbingan Praktikum lebih di jelaskan lagi karena masih banyakpraktikan yang belum paham di aspek aspek tertentu

TerimaKasih