• Tidak ada hasil yang ditemukan

SIMULASI DAN VISUALISASI DINAMIKA MOLEKUL DENGAN MODEL POTENSIAL LENNARD JONES SKRIPSI LILI ANGGRAINI HARAHAP

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Membagikan "SIMULASI DAN VISUALISASI DINAMIKA MOLEKUL DENGAN MODEL POTENSIAL LENNARD JONES SKRIPSI LILI ANGGRAINI HARAHAP"

Copied!
9
0
0

Teks penuh

(1)

SIMULASI DAN VISUALISASI DINAMIKA MOLEKUL

DENGAN MODEL POTENSIAL LENNARD JONES

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

LILI ANGGRAINI HARAHAP

040801016

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2008

(2)

PERSETUJUAN

Judul : SIMULASI DAN VISUALISASI DINAMIKA MOLEKUL DENGAN MODEL POTENSIAL LENNARD JONES

Kategori : SKRIPSI

Nama : LILI ANGGRAINI HARAHAP NIM : 040801016

Program Study : SARJANA (S1) FISIKA Departemen : FISIKA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Diluluskan di

Medan, 21 Oktober 2008

Diketahui/disetujui oleh

Departemen Fisika FMIPA USU

Ketua, Pembimbing

Dr. Marhaposan Situmorang Prof. Dr. Muhammad. Zarlis, MSc NIP: 130 810 771 NIP: 131 570 434

(3)

PERNYATAAN

SIMULASI DAN VISUALISASI DINAMIKA MOLEKUL DENGAN MODEL POTENSIAL LENNARD JONES

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya

Medan, 21 Oktober 2008

LILI ANGGRAINI HARAHAP 040801016

(4)

PENGHARGAAN

Puji dan Syukur penulis persembahkan kepada Allah SWT yang telah melimpahkan kasih sayang serta karunia-Nya kepada penulis hingga skripsi ini berhasil diselesaikan dengan baik dan tepat pada waktu yang telah ditetapkan. Shalawat dan salam kepada Nabi Muhammad SAW sebagai suri tauladan terbaik di muka bumi.

Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Prof. Dr. Muhammad Zarlis, MSc, selaku pembimbing yang telah memberikan panduan, bantuan, serta segenap perhatian dan dorongan kepada penulis dalam menyempurnakan skripsi ini. Ucapan terimakasih juga ditujukan kepada Ketua dan Sekretaris Departemen Fisika Dr. Marhaposan Situmorang dan Dra.justinon, M.Si. Dekan dan Pembantu Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara, seluruh staff pengajar, dan seluruh staff pegawai pada departemen Fisika FMIPA USU. Ucapan terimakasih terbesar penulis sampaikan kepada Ibunda dan Ayahanda tercinta atas segala cinta kasih dan do’a yang selalu dihadiahkan kepada penulis tanpa henti, juga tak lupa kepada saudara terbaik penulis Rita, asri, dan Fadli yang selalu memotivasi penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Tak lupa pula terimakasih kepada sahabat-sahabat terbaik penulis Aisyah, Latifah, Emma, Ismu, Tika, K’Dina, Fuad, Bang Iman, Khairil Anwar, RFH, Mas Fariz dan semua rekan-rekan fisika angkatan 2004, abang kakak senior dan juga adik-adik junior departemen Fisika. Kemudian, ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Abang terbaik penulis Gunawan Ibrahim,ST yang telah menjadikan penyelesaian skripsi ini terasa lebih menyenangkan. Semoga Allah SWT membalas kebaikan kita semua. Amin.

(5)

SIMULASI DAN VISUALISASI DINAMIKA MOLEKUL DENGAN MODEL POTENSIAL LENNARD JONES

ABSTRAK

Simulasi dinamika molekul merupakan suatu pemodelan interaksi partikel dengan penghitungan gerak partikel secara periodik dan pengintegrasian/penjumlahan keseluruhan dari persamaan gerak. Hal ini dilakukan dengan mengkombinasikan mekanika statistik dan teori kinetik, sehingga unsur-unsur mikroskopik molekul dapat dikalkulasikan. Terdapat tiga tujuan utama dilakukan Simulasi ini. Pertama, parameter yang ingin disimulasi dibandingkan dengan hasil secara eksperimen, jika terdapat kesamaan maka hasil eksperimen dapat dijelaskan berdasarkan model simulasi. Kedua, MDS dapat digunakan untuk menginterpretasi hasil eksperimen. Ketiga bertujuan untuk memberikan pemahaman mendasar dari gerak dan interaksi molekul dan juga memberikan arahan dalam melakukan pengujian, baik itu secara teoritik maupun secara eksperimen. Simulasi ini menggunakan software teknik komputasi matlab versi 6.1.

Dengan memvisualisasikan bentuk histogram dan grafik dari interaksi antarmolekul menunjukkan bahwa simulasi ini memenuhi spesifikasi ketelitian yang dibutuhkan. Simulasi dapat dilakukan dalam penelitian selanjutnya.

(6)

MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION AND VISUALIZATION BY USING LENNARD JONES MODEL

ABSTRACT

Molecular Dynamics Simulation (MDS) models properties of a system of interacting particles by repeteadly calculating the interactions between the particles and integrating their equations of motion. Combining statistical mechanics and kinetic theory, microscopic properties of the system can be calculated. There are three main scenarios for the use of MDS. The first scenario, the simulated properties are compared with experimental result, and when the two agree, it is reasonable to claim that the experimental result can be explained by the simulation model. The second, MDS are used to interprate experimental result. The third giving exploratory tool to gain an initial understanding of a molecular motion and interaction problem, also give guidance among possible lines of investigation, be it theoretical or experimental. This simulations using the language of technical computing Matlab version 6.1

With visualizing the histogram and graph form the interaction of molecular dynamics shows that this simulation gain the specification of error needed. Exploratory simulation can be done in further research

(7)

DAFTAR ISI Halaman Persetujuan ii Pernyataan iii Penghargaan iv Abstrak v Abstract vi

Daftar isi vii

Daftar Gambar ix Bab 1 Pendahuluan 1 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Tujuan Penelitian 2 1.3 Batasan Masalah 2 1.4 Metodologi Penelitian 2 1.5 Sistematika Penulisan 3 Bab 2 Tinjauan Pustaka 5 2.1 Sistem dan Lingkungan 5

2.2 Dinamika Molekul 7 2.3 Mekanika Klasik 10 2.4 Mekanika Statistik 12 2.4.1 Energi Kinetik 12 2.4.2 Energi Potensial 13 2.4.3 Temperatur 13 2.4.4 Tekanan 14 2.4.5 Distribusi Kecepatan 15 2.4.6 Jalan bebas rata-rata 16 2.4.7 Gerak Brown 17 2.5 Model Interaksi antarmolekul 18 2.5.1 Potensial Lennard Jones 18 2.5.2 Gaya Antarmolekul 20 Bab 3 Analisis dan Perancangan Simulasi Dinamika Molekul 22 3.1 Analisis Masalah 22

3.1.1 Syarat Batas Periodik dan Kotak Simulasi 22 3.1.2 Jarak terdekat antarmolekul 23 3.1.3 Kecepatan rata-rata interaksi partikel 23

3.1.4 Posisi dan kecepatan setelah interaksi 27 3.2 Perancangan diagram alir 28

Bab 4 Hasil dan Pembahasan 34

(8)

4.1 Distribusi Kecepatan Partikel 34

4.2 Jalan Bebas rata-rata 40

4.3 Potensial Lennard Jones 43

4.4 Gaya antarmolekul 45

Bab V Kesimpulan dan Saran 47

5.1 Kesimpulan 47

5.2 Saran 47 Daftar Pustaka

(9)

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 2.1 Sistem dan Lingkungan 5 Gambar 2.2 Bagan Simulasi Dinamika Molekul 8 Gambar 2.3 Sel Primer dan Sel Citra 10 Gambar 2.4 Distribusi Kecepatan Partikel pada berbagai temperature 15 Gambar 2.5 Jalan Bebas rata-rata molekul 16 Gambar 2.6 Sketsa Gerak Brown 17 Gambar 2.7 Potensial Lennard Jones untuk Atom Argon 19 Gambar 2.8 Grafik Gradien Potensial Lennard Jones 21 Gambar 3.1 Struktur Syarat Batas Periodik 22 Gambar 3.2 Diagram Alir Distribusi Laju Partikel 30 Gambar 3.3 Diagram Alir Gerak Acak Partikel 31 Gambar 3.4 Diagram Alir Potensial Lennard Jones 32 Gambar 3.5 Diagram Alir Gaya Interaksi Antarmolekul 33 Gambar 4.1 Distribusi awal kecepatan partikel 34 Gambar 4.2 Distribusi akhir kecepatan partikel pada time step 10 35 Gambar 4.3 Distribusi akhir kecepatan partikel pada time step 50 35 Gambar 4.4 Distribusi akhir kecepatan partikel pada time step 100 36 Gambar 4.5 Distribusi akhir kecepatan partikel pada timestep 500 36 Gambar 4.6 Distribusi awal kecepatan partikel 37 Gambar 4.7 Distribusi akhir kecepatan partikel pada timestep 10 38 Gambar 4.8 Distribusi akhir kecepatan partikel pada time step 100 38 Gambar 4.9 Distribusi akhir partikel ada timestep 500 38 Gambar 4.10 Distribusi akhir partikel ada timestep 1000 39 Gambar 4.11 Jalan bebas rata-rata untuk 2 partikel 40 Gambar 4.12 Jalan bebas rata-rata untuk 4 partikel 41 Gambar 4.13 Jalan bebas rata-rata untuk 6 partikel 41 Gambar 4.14 Jalan bebas rata-rata untuk 8 partikel 42 Gambar 4.15 Grafik pemotongan potensial dan Gaya 43 Gambar 4.16 Grafik Potensial Lennard jones 44 Gambar 4.17 Grafik divergensi potensial Lennard jones (gaya) 45

Referensi

Dokumen terkait

Sejalan dengan upaya mendorong penerapan tata kepemerintahan yang baik, pelaksanaan pengawasan dan akuntabilitas aparatur negara juga terus ditingkatkan melalui kebijakan,

Segala puji bagi Allah Rabb semesta alam yang telah melimpahkan nikmat serta karunia-Nya sehingga berhasil membawa penulis untuk menyelesaikan skripsi dalam bidang hukum ini

Seperti kita ketahui nama Harry potter identik dengan penyihir yang mampu mengeluarkan jurus – jurusnya dengan melambaikan tongkat nya, hal ini memunculkan

Pengertian PTSL yang dapat kita temukan dalam Peraturan Menteri Agraria dan Tata Ruang/Kepala Badan Pertanahan Nasional Nomor 6 Tahun 2018 adalah kegiatan

Website ini juga dapat mempermudah para guru untuk mengatur data yang ada di sekolah tanpa menggunakan catatan di dalam kertas yang kemungkinan dapat hilang atau tidak

Tidak hanya itu Tugas Akhir ini disusun sebagai bentuk dari pertanggung jawaban atas kegiatan perkuliahan yang telah dilaksanakan dari semester awal hingga

Melalui kegiatan pengamatan, siswa dapat melakukan pengukuran terhadap massa benda-benda yang sering ada di sekitar dengan menggunakan neraca dalam satuan gram.. Melalui

skripsi ini bertujuan untuk mengetahui model pembelajaran Learning Cycle dapat meningkatkan hasil belajar siswa pada mata pelajaran Aqidah Akhlak Materi Husnuzhan,