LAPORAN TETAP PRAKTIKUM FISIKA DASAR I

(1)

LAPORAN TETAP PRAKTIKUM FISIKA DASAR I

PENGUKURAN MEKANIK DAN KETIDAKPASTIAN

LENSA

MENENTUKAN PERCEPATAN GRAVITASI DENGAN METODE BANDUL MATEMATIS

GERAK LURUS BERATURAN

ELASTISITAS

KALORIMETER BLOCK

DISUSUN OLEH :

1. ENDANG SRI WAHYUNI (E1Q015015)

2. HIDAYATUL AINI (E1Q015022)

3. IMAM AL-ANSHORI (E1Q015027)

4. LINDA LUSIANA MUSLIM (E1Q015033)

5. M. TEGAR SEPTIAJI P. (E1Q015034)

6. NINING SEPTI WULANDANI (E1Q015044)

7. NURMAWAN IKA FEBIATI (E1Q015050)

8. SITI ROHIMAH (E1Q015062)

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

JURUSAN PENDIDIKAN MIPA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS MATARAM

(2)

LEMBAR PENGESAHAN

Laporan Praktikum Fisika Dasar I ini disahkan sebagai syarat dalam menyelesaikan mata kuliah Fisika Dasar I pada Program Studi Pendidikan Fisika Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Mataram.

Disahkan di Mataram, pada tanggal 21 Desember 2015

Mengetahui,

Asisten I Asisten II

( NURUL HIKMAWATI ) ( RAEHANA TUQALBY )

NIM : E1Q013037 NIM : E1Q013043

Asisten III Asisten IV

( RAHMATULLAH ) ( YULI )

NIM : E1Q013045 NIM : E1Q013059

Disetujui dan disahkan oleh:

Dosen Pembina Mata Kuliah Fisika Dasar I :

Dosen Pembina I Dosen Pembina II

Dr. Joni Rokhmat, M.Si. I Wayan Gunada, S.Si., M.Pd.

(3)

KATA PENGANTAR

Puji syukur ke hadirat Allah, karena atas ridha, rahmat, dan nikmat-Nya, kami dapat menyelesaikan Laporan Akhir Fisika Dasar I ini. Shalawat serta salam semoga selalu tercurahkan pada junjungan alam, Nabi Muhammad S.A.W. yang telah membimbing kita semua pada jalan kebenaran.

Laporan Akhir Fisika Dasar I ini disusun sebagai bukti telah mengikuti praktikum Fisika Dasar I pada Program Studi Pendidikan Fisika Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Mataram. Laporan ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan mata kuliah Fisika Dasar I. Laporan akhir ini berisi kumpulan laporan praktikum sesuai dengan urutan acara masing-masing yang telah diberi beberapa perbaikan didalamnya.

Tidak lupa kami menyampaikan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam penyelesaian laporan akhir ini. Salah satunya yaitu assisten praktikum yang telah mengarahkan kami saat praktikum berlangsung dan kepada teman-teman yang telah mendukung kami sepenuhnya.

Sebagai seorang manusia biasa, kami pun tak luput dari kesalahan dalam menyusun

laporan ini. Kami sadar bahwa banyak terdapat kekurangan dalam laporan akhir ini, baik dari segi penyusunan maupun isi. Untuk itu kami mengharapkan saran dan tanggapannya pada laporan akhir yang kami susun ini.

Demikian laporan akhir ini disusun agar dapat diterima dan digunakan sebagai acuan untuk laporan-laporan selanjutnya.

Mataram, 21 Desember 2015

(4)

DAFTAR ISI

Halaman Judul... i

Lembar Pengesahan... ii

Kata Pengantar... iii

Daftar Isi... iv

Laporan Hasil Praktikum Percobaan I Pengukuran Mekanik dan Ketidakpastian... 1

Percobaan II Lensa... 35

Percobaan III Menentukan Percepatan Gravitasi dengan Metode Bandul Matematis... 51

Percobaan IV Gerak Lurus Beraturan... 70

Percobaan V Elastisitas... 89

Percobaan VI Kalorimeter Block... 108

Daftar Pustaka

(5)

PERCOBAAN I

DASAR PENGUKURAN DAN KETIDAKPASTIAN

A. Pelaksanaan Praktikum

1. Tujuan : - Mahasiswa dapat mengetahui bagian-bagian mikrometer sekrup dan jangka sorong, ketelitian, dan kegunaannya. - Mahasiswa dapat menggunakan alat-alat ukur mekanik

(mikrometer sekrup dan jangka sorong).

- Mahasiswa dapat menghitung ketidakpastian pada pengukuran tunggal dan berulang.

- Mahasiswa dapat mengaplikasikan konsep ketidakpastian dan angka berarti dalam pengolahan hasil pengukuran. 2. Hari, tanggal : Sabtu, 17 Oktober 2015

3. Tempat : Laboratorium Fisika, FKIP Universitas Mataram.

B. Landasan Teori

Mengukur adalah membandingkan antara dua hal, biasanya salah satunya adalah suatu standar yang menjadi alat ukur. Ketika kita mengukur jarak antara dua titik, kita membandingkan jarak dua titik tersebut dengan jarak suatu standar panajang, misalnya panjang tongkat meteran. Ketika kita mengukur berat suatu benda, kita membandingkan berat benda tadi dengan berat benda standar ( Murdaka, 2007 : 6 ).

Kemudian, kita mendefinisikan suatu standar, yaitu suatu acuan yang berfungsi sebagai patokan pembanding bagi semua contoh lain dari besaran bersangkutan. Salah satu contohnya adalah kelajuan. Kelajuan didefinisikan ke dalam pertalian dengan besaran-besaran dasar panjang dan waktu, serta standar-standar dasar yang terkait. Standar-standar dasar harus dapat diakses dan juga harus berlaku sebagai faktor yang tetap. Salah satu contoh satuan dasar adalah meter dengan simbol satuan m, dan meter merupakan satuan dari besaran panjang (Bachtiar, 2004: 32).

(6)

ketidakmampuan membaca instrumen di luar batas bagian terkecil yang ditunjukkan (Giancoli, 2001: 8-9).

C. Alat dan Bahan

Alat dan bahan pada praktikum ini adalah : 1. Alat

a. Jangka Sorong 2 buah

b. Mikrometer Sekrup 1 buah

2. Bahan

a. Kelereng 6 buah

b. Uang logam Rp 100 6 buah

c. Uang logam Rp 200 6 buah

d. Uang logam Rp 500 6 buah

e. Pipa plastik 4 buah

D. Cara Kerja

Untuk mendapatkan hasil yang baik maka dilakukan langkah-langkah berikut : 1. Jangka Sorong

a. Mengukur diameter uang logam

1) Memutar sekrup pengunci, kemudian menggeser rahang geser bawah sampai rahang bawah terbuka,

2) Meletakkan uang logam pada rahang bawah,

3) Menggeser rahang geser bawah hingga uang logam tepat berada di antara rahang bawah dan tidak bergerak lagi,

4) Memutar sekrup pengunci agar rahang bawah tidak bergerak lagi, 5) Membaca skala yang ditunjukkan pada jangka sorong,

6) Mencatat hasil pengukuran diameter uang logam pada tabel hasil pengamatan, dan

(7)

b.Mengukur kedalaman pipa plastik

1) Memutar sekrup pengunci, kemudian menggeser rahang geser sampai rahang terbuka,

2) Meletakkan gelas pada tangkai ukur kedalaman,

3) Menggeser tangkai ukur kedalaman hingga bagian ujung tangkai ukur kedalaman tepat mengenai ujung dalam pipa plastik,

6) Mencatat hasil pengukuran diameter uang logam pada tabel hasil pengamatan, dan

7) Mengulangi langkah-langkah tersebut hingga enam kali.

c.Mengukur diameter luar pipa plastik

1) Memutar sekrup pengunci, kemudian menggeser rahang geser sampai rahang terbuka,

2) Meletakkan pipa plastik pada rahang bawah, dengan memasukkan kedua

rahang bawah kedalam pipa plastik,

3) Menggeser rahang geser hingga kedua rahang bawah tepat menegenai sisi samping bagian dalam pipa plastik,

6) Mencatat hasil pengukuran diameter uang logam pada table hasil pengamatan, dan

2. Mikrometer Sekrup

a. Mengukur ketebalan uang logam

1) Membuka pengunci pada mikrometer sekrup,

2) Memutar gagang pemutar hingga rahangnya terbuka, 3) Meletakkan uang logam antara anvil dan spindle,

4) Memutar ratchet knob untuk menggerakkan spindle agar sisi benda yang diukur tepat berada diantara anvil dan spindle,

(8)

6) Mengamati dan membaca skala yang ditunjukan mikrometer sekrup,

7) Mencatat hasil pengukuran ketebalan uang logam pada tabel hasil pengamatan, dan

b. Mengukur ketebalan kelereng

1) Membuka pengunci pada mikrometer sekrup,

2) Memutar gagang pemutar hingga rahangnya terbuka, 3) Meletakkan kelereng antara anvil dan spindle,

4) Memutar ratcet knob untuk menggerakkan spindle agar sisi benda yang diukur tepat berada diantara anvil dan spindle,

5) Menekan pengunci hingga terdengar bunyi klik agar spindle tidak bergerak lagi,

6) Mengamati dan membaca skala yang ditunjukan mikrometer sekrup,

7) Mencatat hasil pengukuran ketebalan kelereng pada tabel hasil pengamatan, dan

E. Hasil Pengamatan

1. Tabel Hasil Pengukuran

a. Tabel hasil pengukuran jangka sorong

Tabel 1.1 hasil pengukuran diameter menggunakan jangka sorong

(9)

b. Tabel hasil pengukuran mikrometer sekrup

Table 1.2 hasil pengukuran ketebalan menggunakan micrometer sekrup

No Ketebalan uang

2. Tabel selisih hasil pengukuran

a. Tabel selisih hasil pengukuran jangka sorong

Table 2.1 selisih hasil pengukuran diameter menggunakan jangka sorong

(10)

Rahang atas _{Sekrup pengunci}

Rahang tetap

b. Tabel selisih hasil pengukuran dengan ketebalan rata-rata pada mikrometer sekrup

Tabel 2.2 selisih hasil pengukuran ketebalan rata-rata menggunakan mikrometer sekrup

a. Gambar jangka sorong

Gambar 3.1 jangka sorong dan bagian-bagiannya

Skala utama

Rahang bawah

Rahang geser

Depth probe

(11)

Tabel 3.2 keterangan gambar jangka sorong

No Nama bagian

Fungsi

1. Rahang bawah Mengukur ketebalan dan diameter luar benda.

2. Rahang atas Mengukur diameter dalam benda.

3. Rahang tetap Penyangga untuk mengukur diameter terluar.

4. Rahang geser Mengukur diameter luar dengan cara digerakkan.

5. Skala utama Menentukan nilai hasil pengukuran.

6. Skala nonius Untuk meningkatkan ketelitian pembaca alat

ukur.

7. Sekrup pengunci

Untuk mengunci jangka sorong agar rahang tidak bergerak.

8. Pengukur kedalaman (depth probe)

Mengukur kedalaman suatu benda.

(12)

Tabel 3.4 keterangan gambar mikrometer sekrup

No Nama bagian Fungsi

1. Frame (bingkai) Meminimalkan peregangan dan pengerutan yang mengganggu pengukuran. Dilapisi plastik agar tidak ada hantaran panas.

2. Anvil (landasan) Sebagai penahan ketika benda diletakkan antara anvil dan spindle.

3. Spindle (gelendong)

Silinder yang dapat digerakkan menuju landasan (anvil), sebagai penahan benda agar tepat berada di antara anvil dan spindle.

4. Lock (pengunci) Penahan spindle agar tidak bergerak ketika mengukur.

5. Sleeve Tempat skala utama.

6. Thimble Tempat skala nonius berada.

7. Ratchet Knob Memajukan dan memundurkan spindle agar sisi benda yang akan diukur tepat berada

diantara spindle dan anvil.

F. Analisis Data

1. Analisis data dengan menggunakan alat ukur Jangka Sorong

(13)

X6 24,00 mm 22,90 mm 29,20 mm 105,10 mm 28,00 mm

̅

24,03 mm 22,88 mm 28,21 mm 105,98 mm 28,00 mm

a. Diameter uang logam 1. Menghitung rata-rata

Nilai rata-rata untuk diameter uang logam Rp 100

̅ _₅

22,88 mm

Jadi, hasil pengukuran rata-rata untuk diameter uang logam Rp 100 adalah 22,88 mm.

2. Mengetahui ketidakpastian pengukuran

Diketahui :

̅

= 22,88 mm Xmax = 22,90 mm Xmin = 22,80 mm Diatanya : ΔX = ………? Penyelesaian :

ΔX =

=

= 0,05 mm

Jadi, ketidakpastian pengukuran adalah 0,05 mm.

Maka hasil pengukuran yang diperoleh adalah X = ̅ ± ΔX

(14)

Tabel selisih diameter uang logam Rp 100 Percobaan

ke

Diameter uang

logam Rp 100

| ̅ |

Selisih diameter uang logam Rp 100

X1 22,90 mm 0,02 mm

X2 22,90 mm 0,02 mm

X3 22,80 mm 0,08 mm

X4 22,90 mm 0,02 mm

X5 22,90 mm 0,02 mm

X6 22,90 mm 0,02 mm

̅

22,88 mm 0,03 mm

3. Standar deviasi

SD =

√

∑ ̅

=

√

=

√

=

√

= _√ = 0,04 mm

Jadi, standar deviasinya adalah 0,04 mm. 4. Menghitung nilai penting pengukuran

NP =

̅

± SD

= (22,88 ± 0,04) mm

NP1 =

̅

+ SD

(15)

NP2 =

̅

- SD

= (22,88 - 0,04) mm = 22,84 mm

Jadi, rentang nilai pengukuran dari 22,84 sampai 22,92 mm. 5. Nilai kesalahan relatif

% KR =

̅ х 100 %

=

х 100 %

= 0,17 %

Jadi, tingkat kesalahan relatif pengukuran adalah 0,17 %. 6. Menghitung nilai keberhasilan

%KP = 100 % - % KR = 100 % - 0,17 % = 99,83 %

Jadi, tingkat keberhasilan relatif pengukuran adalah 99,83 %.

b. Diameter uang logam Rp 200 1. Menghitung rata-rata

̅ =

24,03 mm

(16)

Diatanya : ΔX = ………? Penyelesaian :

ΔX =

=

= 0,05 mm

Jadi, ketidakpastian pengukuran adalah 0,05 mm. Maka hasil pengukuran yang diperoleh adalah X = ̅ ± 0,5 mm

= 24,03 mm ± 0,05 mm

Tabel selisih diameter uang logam Rp 200

Percobaan ke

Diameter uang logam Rp 200

| ̅ |

X1 24,00 mm 0,03 mm

X2 24,00 mm 0,03 mm

X3 24,10 mm 0,07 mm

X4 24,10 mm 0,07 mm

X5 24,00 mm 0,03 mm

X6 24,00 mm 0,03 mm

̅

24,03 mm 0,04 mm

3. Standar deviasi

SD =

√

∑ ̅

=

√

(17)

=

√

= _√ = 0,05 mm

Jadi, standar deviasinya adalah 0,05 mm. 4. Menghitung nilai penting pengukuran

NP =

̅

± SD

= (24,03 ± 0,05) mm

NP1 =

̅

+ SD

= (24,03 + 0,05) mm = 24,08 mm

NP2 =

̅

- SD

= (24,03 - 0,05) mm = 23,98 mm

% KR =

̅ х 100 %

=

х 100 %

= 0,20 %

Jadi, tingkat kesalahan relatif pengukuran adalah 0,20 %.

6. Menghitung nilai keberhasilan %KP = 100 % - % KR

= 100 % - 0,20 % = 99,80 %

c. Diameter uang logam Rp 500 1. Menghitung rata-rata

(18)

28,21 mm

Jadi, ketidakpastian pengukuran adalah 1,6 mm. Maka hasil pengukuran yang diperoleh adalah

X =

̅

± ΔX

= 28,21 mm ± 1,6 mm

Tabel selisih diameter uang logam Rp 500

Percobaan ke

Diameter uang logam Rp 500

| ̅ |

(19)

̅ 28,21 mm 1,38 mm

3. Standar deviasi

SD =

√

∑ ̅

=

√

=

√

=

√

= √

=

105,98 mm

Jadi, hasil pengukuran rata-rata untuk diameter dalam pipa adalah 105,98 mm.

Diketahui :

̅

= 105,98 mm Xmax = 109,30 mm Xmin = 105,00 mm Diatanya : ΔX = ………? Penyelesaian :

ΔX =

=

= 2,15 mm

(21)

Maka hasil pengukuran yang diperoleh adalah

X =

̅

± ΔX

= 105,98 mm ± 2,15 mm

Tabel selisih diameter dalam pipa plastik

Percobaan

Jadi, standar deviasinya adalah 1,65 mm.

4. Menghitung nilai penting pengukuran

NP =

̅

± SD

= (105,98 ± 1,65) mm

(22)

= (105,98+ 1,65) mm = 107,63 mm

NP2 =

̅

- SD

= (105,98 – 1,65) mm = 104,33 mm

% KR =

̅ х 100 %

=

х 100 %

= 1,55 %

Jadi, tingkat kesalahan relatif pengukuran adalah 1,55 %.

= 100 % - 1,55 % = 98,45 %

e. Diamaeter luar pipa

1. Menghitung rata-rata

Nilai rata-rata untuk diameter luar pipa

̅ =

28,00 mm

Jadi, hasil pengukuran rata-rata untuk diameter luar pipa adalah 28,00 mm. 2. Mengetahui ketidakpastian pengukuran

(23)

Penyelesaian :

ΔX =

=

= 0 mm

Jadi, ketidakpastian pengukuran adalah 0 mm.

Maka hasil pengukuran yang diperoleh adalah

X =

̅

± ΔX

= 28,00 mm ± 0 mm

(24)

Jadi, standar deviasinya adalah 0 mm. 4. Menghitung nilai penting pengukuran

NP =

̅

± SD

= (28,00 ± 0) mm

NP1 =

̅

+ SD

= (28,00 + 0) mm = 28,00 mm

NP2 =

̅

- SD

= (28,00 – 0) mm = 28,00 mm

Jadi, rentang nilai pengukuran adalah antara 28,00 atau tetap 28,00 mm. 5. Nilai kesalahan relatif

% KR =

̅ х 100 %

=

х 100 %

= 0 %

Jadi, tingkat kesalahan relatif pengukuran adalah 0 %. 6. Menghitung nilai keberhasilan

%KP = 100 % - % KR = 100 % - 0 % = 100 %

(25)

2. Analisis data dengan menggunakan alat ukur mikrometer sekrup

a. Ketebalan uang logam Rp 100 1. Menghitung rata – rata

̅

=

= 1,60 mm

Jadi, hasil pengukuran rata-rata untuk ketebalan uang logam Rp 100 adalah 1,60 mm.

2. Menghitung ketidakpastian pengukuran

(26)

=

= 0,06 mm

Jadi, ketidakpastian pengukuran adalah 0,06 mm.

Maka hasil pengukuran yang dilaporkan adalah

X =

̅

±

x

=1,60 mm ± 0,06 mm

Tabel selisih ketebalan uang logam Rp 100

(27)

= 0,04 mm

Jadi, standar deviasinya adalah 0,04 mm. 4. Menghitung Nilai Penting Pengukuran

NP =

̅

± SD

= 1,60 mm ± 0,04 mm

N =

̅

+ SD

=1,60 mm + 0,04 mm =1,64 mm

N =

̅

– SD

= 1,60 mm – 0,04 mm = 1,56 mm

Jadi, rentang nilai pengukurannya adalah dari 1,56 mm sampai 1,64 mm. 5. Menghitung Nilai Kesalahan Relatif

KR = ̅ x 100

=

x 100

= 0,025

Jadi, tingkat kesalahan relatif pengukuran adalah 0,025 .

6. Menghitung Nilai Keberhasilan KP = 100 - KR

= 100 - 0,025 = 99,97

(28)

b. Ketebalan uang logam Rp 200 1. Menghitung nilai rata-rata

̅ =

=

= 2,27 mm

Jadi,hasil pengukuran rata-rata untuk ketebalan uang logam Rp 200 adalah 2,27 mm.

2. Menghitung ketidakpastian pengukuran

Diketahui :

̅

= 2,27 mm = 2,34 mm

= 2,13 mm

Ditanya : x = ...?

Penyelesaian : x =

=

= 0,105 mm

Jadi, nilai ketidakpastian pengukuran adalah 0,105 mm. Maka hasil yang dilaporkan adalah

X =

̅

± x

(29)

Jadi, standar deviasinya adalah 0,07 mm.

4. Menghitung Nilai Penting Pengukuran

(30)

= 2,27 mm – 0,07 mm = 2,20 mm

Jadi, rentang nilai pengukuran dari 2,20 mm sampai 2,34 mm. 5. Menghitung Nilai Kesalahan Relatif

KR =

̅ X 100

=

X 100

= 0,03

6. Menghitung Nilai Keberhasilan KP = 100 KR

= 100 - 0,03 = 99,97

Jadi, tingkat keberhasilan relatif adalah 99,97 .

c. Ketebalan Uang Logam Rp 500 1. Menghitung rata-rata

̅

=

= 2,23 mm

Jadi, hasil pengukuran rata-rata untuk ketebalan uang logam Rp 500 adalah 2,23 mm.

2. Menghitung Ketidakpastian Pengukuran

Diketahui :

̅

= 2,23 mm Xmaks = 2,40 mm Xmin = 2,00 mm Ditanya : x = ...?

Penyelesaian : x =

(31)

=

= 0,24 mm

Jadi, nilai ketidakpastian pengukuran adalah 0,24 mm. Maka hasil pengukuran yang dilaporkan adalah

X =

̅

±

x

= 2,23 mm ± 0,24 mm

Percobaan

– SD

= 15,85 mm – 0,33 mm = 15,52 mm

Jadi, rentang nilai pengukuran adalah dari 15,52 mm. 5. Menghitung Nilai Kesalahan Relatif

KR =

̅ x 100

=

x 100

= 0,02

= 100 - 0,02 = 99,98

(35)

G. Pembahasan

Tujuan dari praktikum dengan judul „‟Pengukuran Mekanik dan Ketidakpastian„‟ adalah supaya mahasiswa dapat mengetahui bagian-bagian mikrometer sekrup, jangka sorong, ketelitian dan kegunaannya, dapat menggunakan alat-alat ukur mekanik (mikrometer sekrup dan jangka sorong ), dapat menghitung ketidakpastian pad pengukuran tunggal dan berulang, serta mahasiswa pun dapat mengaplikasikan konsep ketidakpastian dan angka berarti dalam pengolahan hasil pengukuran. Mengukur berarti membandingkan nilai besaran itu dengan satuannya, sedangkan pengukuran adalah kegiatan membandingkan sesuatu yang diukur menggunakan alat ukur dengan suatu satuan . Setiap jenis alat ukur besaran fisika memiliki ketelitian berbeda dengan jenis alat ukur lainnya, misalnya alat ukur besaran panjang, yaitu penggaris, jangka sorong dan mikrometer sekrup. Pengukuran yang akurat merupakan bagian penting dari fisika. Tetapi, tidak ada pengukuran yang benar-benar tepat. Ada ketidakpastian yang berhubungan dengan setiap pengukuran, ketidakpastian muncul dari sumber yang berbeda. Diantara yang paling penting, selain kesalahan adalah keterbatasan ketepatan setiap alat ukur dan ketidakmampuan

membaca sebuah instrumen diluar batas bagian terkecil yang ditunjukkan.

Dalam praktikum ini dilakukan pengukuran menggunakan alat ukur yang berbeda, yaitu jangka sorong dan mikrometer sekrup. Dengan demikian ada dua kegiatan yang dilakukan dalam praktikum ini, yaitu pengukuran menggunakan jangka sorong dan pengukuran menggunakan mikrometer sekrup.

Praktikum kali ini dilakukan dengan mengukur diameter dalam dan diameter luar suatu benda menggunakan alat ukur jangka sorong serta mengukur ketebalan suatu benda denga menggunakan alat ukur mikrometer sekrup.

(36)

kurang telitinya dalam mengukur ,yaitu dalam membaca nilai yang tertera pada alat ukur, tidak menutup kemungkinan ketika mengukur diameter logam, rahang geser bergerak, pergeseran rahang dari jangkasorong ini akan mempengaruhi nilai pengukuran.

Tingkat kesalahan terlihat setelah melakukan analisis data yaitu dibawah 100 , terlihat pada pengukuran diameter uang logam Rp 100 yaitu 0,001 , diameter

uang logam Rp 200 yaitu 0,002 , diameter uang logam Rp 500 yaitu 0,05 , sedangkan tingkat keberhasilan dapat mendekati 100 , terlihat pada pengukuran

diameter uang logam Rp 100 mencapai 99,99 dan diameter uang logam Rp 200

mencapai 99,98 , diameter uang logam Rp 500 mencapai 99,95 diameter dalam pipa mencapai 99,99 dan diameter luar pipa mencapai 100 . Sedangkan pada

tingkat keberhasilan dalam pengukuran tingkat ketebalan uang logam Rp 100 dan Rp 200 sama-sama mencapai 99,97 pada ketebalan uang logam Rp 500 mencapai

99,91 dan ketebalan kelereng mencapai 99,98 . Diameter luar pipa tingkat

keberhasilannya 100 .

Jadi, percobaan mengenai pengukuran mekanik dan ketidakpastian ini berdasarkan tingkat keberhasilan masing-masing pengukuran dapat dikatakan atau dinyatakan berhasil.

H. Kesimpulan dan Saran

1. Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengamatan, analisis data, pembahasan dan tujuan pelaksanaan praktikum, dapat disimpulkan bahwa :

a. Setiap pengukuran memiliki ketidakpastian.

b. Pengukuran adalah kegiatan membandingkan nilai besaran yang belum

diketahui dengan nilai standar yang sudah ditetapkan.

c. Tingkat keberhasilan pada pengukuran jangka sorong lebih tinggi

dibandingkan dengan pengukuran menggunakan mikrometer sekrup.

(37)

e. Mikrometer sekrup mempunyai bagian-bagian yaitu frame, poros tetap, poros geser, pengunci,skala utama, skala nonius, roda bergerigi. Berfungsi untuk mengukur ketebalan uang logam Rp 100, Rp 200, Rp 500 dan ketebalan kelereng. Nilai skala terkecil mikrometer sekrup 0,01 mm, tingkat ketelitiannya setengah dari nilai skala terkecil.

f. Skala terkecil untuk alat ukur mikrometer sekrup lebih kecil dari alat ukur jangka sorong.

g. Jangka sorong memiliki ketelitian lebih rendah dibandingkan mikrometer sekrup.

h. Keberhasilan pengukuran sangat tergantung pada ketelitian dan keterampilan pengamat.

i. Jadi, percobaan dapat dikatakan berhasil.

2. Saran

Sebelum praktikum dimulai sebaiknya praktikan menguasai materi praktikum terlebih dahulu, para praktikan sebaiknya melakukan praktikum dengan sangat teliti

(38)

PERCOBAAN II

LENSA

1. Tujuan : a. Mahasiswa dapat menentukan fokus lensa cembung

(konvergen) dan cekung (divergen) dengan mengukur jarak benda dan jarak bayangan.

b. Mahasiswa dapat menentukan sifat bayangan yang dibentuk oleh lensa cembung (konvergen) dan cekung (divergen). c. Mahasiswa dapat menentukan jarak fokus lensa tunggal

dengan cara Gauss dan Bessel. 2. Hari, tanggal : Rabu, 04 November 2015

Alat optik sederhana yang paling penting tentu saja adalah lensa tipis. Lensa tipis

biasanya berbentuk lingkaran, dan kedua permukaannya melengkung. Kedua

permukaannya bisa berbentuk cekung, cembung, atau datar. Jika berkas-berkas yang paralel dengan sumbu jatuh pada lensa tipis, mereka akan difokuskan pada satu titik yang disebut titik fokus. Jarak titik fokus dari pusat lensa disebut jarak fokus (f). Lensa mana pun yang lebih tebal di tengah daripada di tepinya akan membuat berkas-berkas paralel berkempul ke satu titik, dan disebut lensa konvergen. Lensa yang lebih tipis ditengah daripada disisinya disebut lensa divergen karena membuat cahaya paralel menyebar (Giancoli, 2001 : 263).

(39)

sebaliknya sinar yang menuju titik utama kedua akan dibiaskan sejajar dari titik utama pertama (Soedojo, 2004 : 104).

Lensa merupakan benda bening berpermukaan lengkung di kedua sisinya, dan dapat membiaskan cahaya pada pola yang khas. Pemaparan lensa, di mulai dari pembiasan sinar oleh benda bening berpermukaan tunggal. Sebuah lensa memiliki dua buah titik fokus yang disebut juga titik api lensa, bila sinar datang sejajar dari kiri lensa maka titik fokus (F) berada disebelah kanan lensa, demikian pula sebaliknya. Bayangan dapat dibentuk oleh lensa bila jarak benda ke lensa (0), jarak lensa ke bayangan (b), dan panjang fokus (f), memenuhi hubungan :

nilai f bergantung pada karakteristik lensa, yaitu radius kelengkungan dan indeks bias bahan lensa. Adapun 0 dan b bergantung pada f. Jarak benda disebut positif bila benda terletak dari arah sinar itu berasal, sedangkan 0 disebut negatif bila terletak jauh dari cahaya datang (berada di belakang lensa), begitu pula sebaliknya (Bambang, 2010 : 202).

Alat dan bahan pada praktikum ini adalah :

1. Catu daya 1 buah

2. Bangku optik terdiri dari 2 rel presisi 50 cm yang disambungkan dengan menyambung rel dan satu pasang kaki rel

3. Penjepit rel sebagai pemegang alat di atas rel presisi 5 buah 4. Rumah lampu, lampu 12 Volt dengan tiang 1 buah 5. Lensa cembung dengan berbagai ukuran fokus 3 buah 6. Lensa cekung dengan berbagai ukuran fokus 3 buah

7. Pemegang slide diafragma 1 buah

8. Diafragma anak panah 1 buah

9. Diafragma 1 dan 3 tunggal 1 buah

10.Diafragma lingkaran tunggal 1 buah

11.Layar tembus cahaya 1 buah

12.Layar putih 1 buah

(40)

13.Kabel penghubung/kabel serabut dengan steger pegas 4 mm 2 buah

D. Langkah Kerja

Untuk mendapatkan hasil yang baik maka dilakukan langkah-langkah sebagai berikut :

1. Menyiapkan alat dan bahan

2. Menyusun alat dan bahan sesuai gamabar berikut

Gambar 1.1 Rangkaian percobaan Keterangan :

1) Rel presisi 2) Lensa kondensor 3) Benda (panah)

4) Catu daya (lampu 12 Volt) 5) Penjepit rel

6) Lensa cembung dengan ukuran fokus +100 (lensa 1) 7) Layar transparan

8) Lensa cembung (lensa 2)

(41)

dapat digeserkan. Pada penjepit masing-masing anak panah penunjuk yang menunjukkan posisi dari komponen itu sehingga jarak-jarak antara berbagai komponen bisa diukur dengan mudah. Sebelum percobaan dimulai, lampu, lensa, kondensator, dan benda diatur pada posisi yang tepat sehingga seluruh benda terkena cukup banyak cahaya. Posisi dari tiga begian ini tidak perlu diubah selama proses percobaan.

4. Menghubungkan lampu dengan catu daya dengan kabel penghubung (catu daya pada posisi DC).

5. Mengatur terlebih dahulu jarak L tertentu antara benda dan layar.

6. Menentukan jarak fokus f pada setiap jarak L dengan empat cara, berarti pada setiap jarak L terdapat 4 nilai f. Melakukan semua cara pengukuran f untuk 4 nilai L yang berbeda antar L 40 cm dan 55 cm. Menulis seluruh hasil ukur serta hasil pengukuran atau penghitungan nilai-nilai f ke dalam satu tabel pengamatan.

7. Menentukan jarak fokus f pada setiap jarak L dengan cara :

a. Mengatur posisi lensa cembung sedemikian rupa sehingga terdapat bayangan yang jelas pada layar. (Hal ini dilakukan tanpa mengubah posisi layar atau posisi

benda yang sebelumnya telah diatur pada jarak L tertentu). Mencari bayangan yang lebih besar dulu. (Lensa lebih dekat dengan benda). Mengukur jarak benda S1 dan jarak bayangan S1‟. Dan S1 dan S1‟ jarak fokus f dihitung dengan rumus.

b. Mengukur tinggi bayangan B‟ yang terbentuk dengan penggaris pada posisi lensa cembung yang sama. Dari besar bayangan dan besar benda, perbesaran m bisa dihitung. Dari perbesaran m dan besar S1‟ jarak fokus f bisa ditentukan dengan rumus.

(42)

d. jarak lensa 1 dengan benda. Mencari jarak fokus f dari besar e dan besar L dengan rumus.

e. Melakukan petunjuk a, b, dan c untuk lensa cembung dengan fokus yang berbeda.

f. Melakukan petunjuk a, b, dan c untuk lensa cekung dengan berbagai ukuran.

1. Tabel hasil pengamatan

a. Tabel hasil pengamatan sifat lensa tipis menggunakan persamaan Gauss

No. L (cm)

S (cm)

S‟ (cm)

h (cm)

h‟ (cm) m

Tegak Nyata Diperbesar

Terbalik Maya Diperkecil

1. 40 24 16 1 0,9 0,66 Terbalik Nyata Diperkecil

b. Tabel pengamatan pengukuran fokus menggunakan persamaan Bessel

No. L (cm) S1 (cm) S2 (cm)

1. 40 21 36 15

2. 45 31 41 10

3. 50 39 45 6

(43)

2. Gambar sifat-sifat lensa a. Lensa konveks (cembung)

Keterangan : Pembiasan pada lensa konveks (difokuskan).

b. Lensa konkaf (cekung)

(44)

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, dapat diperoleh analisis data sebagai berikut :

1. Cara pertama

a. Menentukan jarak fokus lensa tipis 1) Jarak fokus ke-1

Diketahui : S1 = 24 cm S1‟ = 16 cm Ditanya : f1 = ....?

Penyelesaian :

₄

Jadi, jarak fokus ke-1 adalah 9,6 cm. 2) Jarak fokus ke-2

Diketahui : S2 = 29 cm S2‟ = 16 cm Ditanya : f2 = ....?

Penyelesaian :

(45)

₄

Jadi, jarak fokus ke-2 adalah 10,3 cm.

3) Jarak fokus ke-3

Diketahui : S3 = 35 cm

S3‟ = 15 cm Ditanya : f3 = ....?

Penyelesaian :

₄

4) Jarak fokus ke-4

Diketahui : S4 = 41 cm S4‟ = 14 cm

Ditanya : f4 = ....?

Penyelesaian :

(46)

₄

b. Menentukan rata-rata jarak fokus Diketahui : f1 = 9,6 cm

f2 = 10,3 cm f3 = 10,5 cm f4 = 10,4 cm n = 4

Ditanya : ̅

Penyelesaian :

̅

Jadi, rata-rata jarak fokus lensa adalah 10,2 cm.

2. Cara kedua

a. Menentukan jarak fokus lensa

1) Jarak fokus ke-1

Diketahui : S1‟ = 16 cm m1 = 0,66 Ditanya : f1 =....?

Penyelesaian :

₄

(47)

2) Jarak fokus ke-2

Penyelesaian :

₄

Jadi, jarak fokus ke-2 adalah 10,3 cm. 3) Jarak fokuske-3

Penyelesaian :

₄

Penyelesaian :

(48)

₄

Jadi, jarak fokus ke-4 adalah 10,4 cm. b. Menentukan rata-rata jarak fokus

Diketahui : ₄

₄ ₄ ₄ ₅

Ditanya : ̅

Penyelesaian :

̅

̅ ₄

Jadi, rata-rata jarak fokus adalah 10,2 cm.

3. Cara ketiga

a. Menentukan jarak fokus lensa 1) Jarak fokus ke-1

Diketahui : L1 = 40 cm e1 = 15 Ditanya : f1 =. . .?

Penyelesaian

:

₄

(49)

2) Jarak fokus ke-2

(50)

Jadi, jarak fokus ke-4 adalah 13,5 cm. b. Menentukan rata-rata jarak fokus

Diketahui : f1 = 3,5 cm

Jadi, rata-rata jarak fokus lensa adalah 11,32 cm.

G. Pembahasan

Tujuan dari praktikum dengan judul “Lensa” adalah agar Mahasiswa dapat menentukan fokus lensa cembung (konvergen) dan cekung (divergen) dengan mengukur jarak benda dan jarak bayangan, Mahasiswa dapat menentukan sifat bayangan yang dibentuk oleh lensa cembung dan cekung, dan Mahasiswa dapat menentukan jarak fokus lensa tunggal dengan cara Gauss dan Bessel. Lensa merupakan benda bening

berpeermukaan lengkung di kedua sisinya, dan dapat membiaskan cahaya pada pola yang khas. Nilai f (panjang fokus) bergantung pada karakteristik lensa, yaitu radius kelengkungan dan indeks bias bahan lensa.

(51)

15 cm, dan 14 cm. Tinggi celah yang digunakan adalah 1 cm, sehingga diperoleh tinggi bayangan secara berturut-turut adalah 0,9 cm, 0,6 cm, 0,5 cm, dan 0,4 cm. Pada saat jarak benda kelayar (L) 40 cm sifat bayangan yang diperoleh adalah terbalik, nyata, diperkecil. Pada saat jarak benda ke layar (L) 45 cm, sifat bayangan yang diperoleh adalah terbalik, nyata, diperkecil. Pada saat jarak benda ke layar (L) 50 cm, sifat bayangan yang diperoleh adalah terbalik, nyata, diperkecil. Pada saat jarak benda ke layar (L) 55 cm, sifat bayangan yang diperoleh adalah terbalik, nyata, diperkecil. Dilihat dari hasil pengamatan dapat dikatakan bahwa percobaan ini cukup berhasil karena sesuai dengan ketentuan bahwa “semakin jauh jarak diafragma dengan lensa perbesaran atau sumber cahaya, maka sifat bayangannya akan semakin diperkecil”.

Pada saat menghitung fokus lensa dengan cara menggunakan persamaan Bessel pada saat jarak benda ke layar (L) adalah 40 cm diperoleh jarak benda (S1) adalah 21 cm, jarak benda (S2) adalah 36 cm, dan e = 15. Pada saat jarak benda ke layar (L) adalah 45 cm di peroleh jarak benda (S1) adalah 31 cm, jarak benda (S2) adalah 41 cm, dan e = 10. Pada saat jarak benda ke layar adalah 50 cm diperoleh jarak benda (S1) adalah 39 cm, jarak benda (S2) adalah 45 cm, dan e = 6. Dan pada saat jarak benda ke layar adalah 55

cm diperoleh jarak benda (S1) adalah 44 cm, jarak benda (S2) adalah 50 cm, dan e = 6. Pada saat menghitung fokus lensa menggunakan persamaan Bessel, saat jarak benda kelayar (L) adalah 40 cm, 45 cm, 50 cm, dan 55 cm diperoleh jarak fokus lensa secara berturut-turut adalah 8,5 cm, 10,6 cm, 12,32 cm, dan 13,5 cm. Sedangkan rata-rata jarak fokus lensa adalah 11,32 cm. Pada saat menghitung fokus lensa menggunakan persamaan Gauss diperoleh rata-rata jarak fokus lensa adalah 10,2 cm.

(52)

1. Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengamatan dan analisis data dapat disimpulkan bahwa : a. Fokus lensa yang diperoleh menggunakan persamaan Gauss dengan jarak benda

kelayar (L) 40 cm, 45 cm, 50 cm, dan 55 cm adalah 9,6 cm, 10,3 cm, 10,5 cm, dan 10,4 cm.

b. Jarak bayangan benda (S‟) pada hukum Gauss adalah 16 cm, 16 cm, 15 cm, dan 14 cm.

c. Tinggi bayangan yang diperoleh adalah 0,9 cm, 0,6 cm, 0,5 cm, dan 0,4 cm. d. Sifat bayangan yang diperoleh dari jarak benda ke layar adalah terbalik, nyata,

diperkecil.

e. Jarak benda (S1) yang diperoleh menggunakan hukum Bessel adalah 21 cm, 31 cm, 39 cm, dan 44 cm. Dan jarak benda (S2) adalah 36 cm, 41 cm, 45 cm, dan 50 cm. Sedangkan nilai e yang diperoleh adalah 15, 10, 6, dan 6.

f. Menggunakan hukum bessel dengan jarak benda kelayar (L) 40 cm, 45 cm, 50cm, dan 55 cm dapat diperoleh fokus lensa berturut-turut adalah 8,5 cm, 10,6

cm, 12,32 cm, dan 13,5 cm.

g. Rata-rata jarak fokus lensa menggunakan persamaan Gauss adalah 10,2 cm. Sedangkan menggunakan persamaan Bessel adalah 11,32 cm.

h. Persamaan hukum Gauss lebih fokus dibandingkan persamaan hukum Bessel.

2. Saran

(53)

PERCOBAAN III

MENENTUKAN PERCEPATAN GRAVITASI

DENGAN METODE BANDUL MATEMATIS

1. Tujuan : a. Mengetahui prinsip kerja gerak periodik.

b. Menentukan percepatan gravitasi dengan metode bandul matematis.

2. Hari, tanggal : Rabu, 07 Oktober 2015

Bandul adalah benda yang terikat pada sebuah tali dan dapat berayun secara bebas dan periodik yang menjadi dasar kerja dari sebuah jam dinding kuno yang mempunyai ayunan. Dalam bidang fisika, prinsip ini pertama kali ditemukan pada tahun 1602 oleh Galelieo Galilei, bahwa periode (lama gerak osilasi satu ayunan, T)

dipengaruhi oleh panjang tali dan percepatan gravitasi. Periode berayun sebuah bandul ditentukan oleh panjang bandul, kekuatan gravitasi dan amplitudo θₒ (lebar ayunan). Bandul matematis telah lama digunakan untuk mengukur nilai gravitasi mutlak disuatu titik dipermukaan bumi. Pengukuran ini didasarkan pada perubahan periode ayunan bandul matematis terhadap panjang talinya ( Halliday, 2005 : 261).

Bila amplitudo getaran tidak kecil, gerak bandul bersifat periodik, namun tidak harmonik sederhana. Periode sedikit memiliki kebergantungan pada amplitudo. Kebergantungan ini biasanya digunakan dalam bentuk amplitudo sudut θₒ. Untuk amplitudo yang tidak harus kecil, periode di berikan oleh :

dengan adalah periode untuk amplitudo yang sangat kecil

( Bakti, 2007 : 442).

T = [ 1 + sin² Φₒ + ² sin 4

�ₒ+ . . .] 12-37

= 2�√�

(54)

Ketika beban digantungkan pada ayunan dan tidak diberikan gaya, maka benda akan diam di titik keseimbangan B. Jika beban ditarik ke titik A dan di lepaskan, maka beban akan bergerak ke B, C lalu kembali lagi ke A. Gerak beban akan terjadi berulang secara periodik, dengan kata lain beban pada ayunan akan melakukan gerak harmonis sederhana ( Giancoli, 2001: 242).

a. Seperangkat bandul matematis 1 buah 40 gram.

b. Seperangkat bandul matematis 1 buah 70 gram.

c. Tali secukupnya

D. Langkah kerja

Untuk mendapatkan hasil yang baik maka dilakukan langkah-langkah sebagai berikut :

1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan dalam praktikum,

2. Mengatur panjang tali pada 6 panjang tali yang berbeda, mulai dari panjang tali yang terbesar yang diukur sampai panjang tali sebesar = 15 cm. Pada setiap

panjang tali waktu ayunan diukur 20 kali osilasi. Simpangan bandul kurang dari 15ᵒ, lalu melepaskannya sehingga bandul berosilasi,

3. Hitung waktu untuk 20 kali ayunan dengan stopwatch, ulangi percobaan sebanyak 6 kali dengan panjang tali yang berbeda-beda,

4. Memasukkan hasil pengamatan pada tabel,

5. Melakukan percobaan untuk 20 ayunan dengan massa bola bandul yang berbeda, dengan panjang tali bandul 30 cm,

(55)

7. Membuat grafik terhadap L dengan mencari garis lurus yang cocok dengan

titik hasil ukur.

E. Hasil pengamatan

1. Tabel

a. Tabel hasil pengamatan hubungan antara T dan tetap Tabel 1.1 Hubungan antara T dan

Massa bola bandul

70 gram

Panjang tali bandul

40 cm 35 cm 30 cm 25 cm 20 cm 15 cm

Waktu untuk 20 ayunan

26 s 23 s 22 s 21 s 18 s 17 s

Periode T 1,3 s 1,15 s 1,1 s 1,05 s 0,9 s 0,85 s

1,69 s 1,32 s 1,21 s 1.102 s 0,81 s 0,72 s

b. Tabel hasil pengamatan hubungan antara T dan m, tetap

Tabel 2.1 Hubungan antara T dan m

Panjang bandul 30 cm

Massa bola bandul 70 gram 40 gram

22 s 22 s

Periode T 1,1 s 1,1 s

(56)

2. Grafik

Grafik hubungan antara dan

Grafik 2.0 Hubungan antara dan

F. Analisis Data

1.Bandul I (70 gram)

a. Menghitung periode getaran Diketahui :

= 24 s = 23 s

= 22 s

= 21 s = 18 s

= 17 s Ditanya :

= . . .? . . .?

= . . .? = . . .?

= . . .? 0

0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8

(57)

= . . .?

Jadi, periode getaran adalah 1,3 sekon.

 =

Jadi, periode getaran ( ) adalah 1,1 sekon.

 =

=

= 1,05 sekon

 =

=

= 0,9 sekon

 =

=

=0,85 sekon

(58)

b. Menghitung periode kuadrat ( )

Diketahui :

= 1,3 sekon = 1,15 sekon

= 1,1 sekon

= 1,05 sekon = 0,9 sekon

= 0,85 sekon

Ditanya :

= . . . .? = . . . .?

= . . . .?

= . . . .? = . . . .?

= . . . .?

Penyelesaian :

 = ( ) → ( )²

= (1,3)² = 1,69 s²

Jadi, periode kuadratnya adalah 1,69 .

 = ( ) → ²

= (1,15)² = 1,32

Jadi, periode kuadratnya adalah 1,32 .  = ( ) → ( )²

= (1,1)²

= 1,21

(59)

=1,102

= (0,9)²

= 0,81

= (0,85)² = 0,72

Jadi, periode kuadratnya adalah 0,72 .

c. Menghitung percepatan gravitasi (g) Diketahui :

= 1,69

1,32 = 0,3 cm

= 0,25 cm

= 0,2 cm = 0,15 cm

= 1,69

1,32

= 1,21

= 1,02

= 0,81

0,72

Ditanya :

= . . . ?

(60)

= . . . ?

Jadi, percepatan gravitasi untuk data I adalah 9,33 .

(61)

= ²

=

= 9,73

Jadi, percepatan gravitasi untuk data V adalah 9,73 .

 = ²

=

= 8,21

Jadi, percepatan gravitasi untuk data VI adalah 8,21 .

d. Menghitung percepatan gravitasi rata-rata

Diketahui :

= 9,33

= 10,45

= 9,77

= 8,94

= 9,73

= 8,21

Ditanya :

(62)

Penyelesaian :

= ∑ �

= � � � � � �

=

= 9,4

Jadi, besar percepatan gravitasi rata-rata adalah 9,4

.

e. Menghitung Standar Deviasi

( ) ( )

9,33 - 0,07 0,0049

10,45 + 1,05 1,1025

9,77 + 0,37 0,1369

8,94 - 0,46 0,1936

9,73 +0,33 0,1089

8,21 - 1,19 1,4161

∑ ( ² 2,9629

Ditanya :

SD = . . . ? Penyelesaian :

SD = √∑ � � ²

= √

= 0,76

(63)

f. Menghitung rentang nilai pengukuran (NP)

Jadi, rentang nilai pengukurannya adalah antara 8,64

sampai 10,16 .

g. Menghitung persentasi kesalahan (%KR)

Diketahui :

(64)

h. Menghitung persentase keberhasilan praktikum (%KP)

Diketahui :

%KR = 8,08 %

Ditanya :

%KP = . . .? Penyelesaian :

%KP = 100% - %KR = 100% - 8,08% = 91,92 %

Jadi, persentasi keberhasilan praktikum ini adalah 91,92 %.

2. Bandul II (40 gram) → panjang tali adalah 0,3 m a. Menghitung periode getaran

Diketahui :

= 22 s = 22 s

Ditanya :

= . . . ?

= . . . ? Penyelesaian :

 =

=

= 1,1 sekon

 =

=

= 1,1 sekon

(65)

b. Menghitung periode kuadrat

Diketahui :

= 1,1 sekon

Ditanya :

= . . . ?

Penyelesaian :

 = ( ) → ( )

= (1,1)²

= 1,21

Jadi, periode kuadrat ( ) adalah 1,21 .

 = ( ) → ( )

= (1,1)²

= 1,21

Jadi, periode kuadrat ( ) adalah 1,21 .

c. Menghitung percepatan gravitasi ( )

Diketahui :

= 0,3 m = 0,3 m

= 1,21

Ditanya :

= . . . ?

(66)

Penyelesaian :

 = ²

=

= 9,77

 = ²

=

= 9,77

d. Menghitung percepatan gravitasi rata-rata Diketahui :

= 9,77

Ditanya :

= .. . ?

Penyelesaian :

= ∑ �

= � �

=

= 9,77

(67)

e. Menghitung standar deviasi (SD)

( ) ( )

9,77 0 0

∑ ( ² 0

Diketahui :

∑ ( ² = 0

n = 2

Ditanya :

SD = . . . .?

Penyelesaian :

SD = √∑ � � ²

= √ ²

= √

= 0

Jadi, standar deviasinya adalah 0.

f. Menghitung rentang nilai pengukuran (NP) Diketahui :

= 9,77

Ditanya :

NP = . . .?

(68)

N = . . . ? Penyelesaian :

NP = SD

NP = 9,77 0

N = SD

= 9,77 + 0

= 9,77

N = SD

= 9,77 0

= 9,77

Jadi, rentang nilai pengukurannya adalah antara atau

tetap 9,77 .

g. Menghitung persentase kesalahan relatif (%KR)

Diketahui :

SD = 0

= 9,77

Ditanya :

%KR = . . .?

Penyelesaian :

%KR =

� 100 %

=

100 %

= 0 %

Jadi, kesalahan relatif pengukuran adalah 0 %. h. Menghitung persentase keberhasilan praktikum (%KP)

Diketahui :

(69)

Ditanya :

Jadi, persentasi keberhasilan praktikum ini adalah 100 %.

G. Pembahasan

Praktikum dengan judul “Menentukan Gravitasi dengan Metode Bandul Matematis” adalah bertujuan untuk mengetahui prinsip kerja gerak periodik dan menentukan percepatan gravitasi dengan metode bandul matematis. Praktikum ini praktikan laksanakan pada hari “Rabu, 07 Oktober 2015” di Laboratorium Fisika, FKIP Universitas Mataram. Di dalam praktikum ini juga kita akan berkenalan dengan dunia bandul.

Bandul adalah benda yang terikat pada sebuah tali dan dapat berayun secara bebas dan periodik yang menjadi dasar kerja dari sebuah jam dinding kuno yang mempunyai ayunan. Bandul matematis merupakan benda ideal yang terdiri dari sebuah titik massa yang digantungkan pada tali ringan yang tidak bermassa. Jika bandul disampingkan dengan sudut θₒ dari posisi setimbangnya lalu dilepaskan maka bandul akan berayun pada bidang vertikal karena pengaruh dari gaya gravitasinya. adalah periode untuk amplitudo yang sangat kecil.

Dengan mengamati gerak osilasi bandul dengan enam panjang tali yang berbeda untuk menentukan hubungan antara periode bandul dan panjang tali, dengan menggunakan dua massa bandul yang berbeda untuk menentukan hubungan antara periode bandul dengan massa bandul. Sehingga pada akhirnya kita dapat menentukan percepatan gravitasinya. Praktikan melakukan dua kali percobaan untuk dapat

menentukan hubungan antara periode bandul (T), panjang tali (l_{) dan massa bandul}

(m). Bandul yang pertama massanya 70 gram dengan 6 panjang tali berbeda yaitu 40 cm, 35 cm, 30 cm, 25 cm, 20 cm dan 15 cm. Bandul kedua massanya 40 gram dengan

= 2�√�

(70)

panjang tali sama yaitu 30 cm dan 30 cm. Disini praktikan mencari waktu yang diperlukan bandul untuk melakukan 20 kali ayunan untuk masing-masing tali.

Dalam percobaan kedua membuktikan bahwa massa dari bandul tidak mempengaruhi waktu ayunan karena waktu yang dibutuhkan dari kedua bandul untuk 20 kali ayunan sama. Dalam analisis data praktikan mendapat hasil percepatan

gravitasi dari bandul pertama adalah 9,4 , hampir mendekati nilai gravitasi yang

sebenarnya adalah 9,8 Dan dalam bandul yang kedua mendapat hasilpercepatan

gravitasi sebesar 9,77 , sangat mendekati nilai gravitasi yang sebenarnya yaitu 9,8

. Berarti dalam percobaan pertama dan kedua, praktikan melakukannya dengan

sangat teliti.

Meskipun hasilnya tidak sebesar nilai gravitasi yang sebenarnya, namun hasil percobaan kami sangat memuaskan. Pada percobaan pertama praktikan mendapat nilai kesalahan relatif sangat kecil yaitu 0,80 % dan pada percobaan kedua praktikan mendapat nilai kesalahan relatif yaitu 0%. Sedangkan keberhasilan dalam percobaan pertama nilainya tinggi yaitu 99,20 %, dan untuk percobaan kedua, praktikan 100 % berhasil. Berhasil karena praktikan melakukan pengukuran atau praktikum dengan sangat teliti dan serius.

Percepatan gravitasi dengan mudah dapat diukur dengan menggunakan bandul. Praktikan hanya perlu mengukur panjang L dengan meteran (mistar). Sedangkan periode T dengan menentukan waktu untuk satu osilasi dihitung menggunakan

stopwatch.

1. Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengamatan dan pembahasan dapat disimpulkan bahwa : a. Bandul adalah benda yang terikat pada sebuah tali dan dapat berayun secara

bebas dan periodik yang menjadi dasar kerja dari sebuah jam dinding kuno yang mempunyai ayunan.

b. Bandul matematis merupakan benda ideal yang terdiri dari sebuah titik massa yang digantungkan pada tali ringan yang tidak bermassa.

(71)

d. Percobaan pertama kesalahan relatif sangat kecil yaitu 0,80 %, dan percobaan kedua kesalahan relatifnya yaitu 0 %.

e. Keberhasilan percobaan pertama nilainya tinggi yaitu 99,20 %, dan percobaan kedua nilai keberhasilan 100 % berhasil.

f. Mengukur panjang L menggunakan meteran (mistar) dan periode T dengan menggunakan waktu untuk satu osilasi dihitung menggunakan stopwatch. g. Jadi, praktikum berhasil karena praktikan dalam melakukan pengukuran

panjang L dan menghitung waktu periode T untuk satu osilasi sangat tepat, teliti dan serius.

2. Saran

(72)

PERCOBAAN IV

GERAK LURUS BERATURAN

1. Tujuan percobaan : a. Mahasiswa dapat menentukan kecepatan kereta dinamika pada gerak lurus beraturan.

b. Mahasiswa dapat menjelaskan karakteristik gerak lurus berdasarkan besaran-besaran kinematisnya.

2. Hari, tanggal : Rabu, 11 november 2015 3. Tempat : Laboratorium Fisika FKIP,

Universitas Mataram.

Menurut bentuk lintasannya, gerak dibagi menjadi beberapa jenis penting, seperti gerak melingkar, gerak parabola, dan gerak lurus. Secara umum, gerak lurus dibagi dalam dua kategori, yaitu gerak lurus beraruran dan gerak lurus berubah beraturan. Gerak lurus

beraturan artinya gerak benda yang lintasannya lurus dan kecepatannya tetap sehingga nilai percepatannya nol ( Beiser, 2007 : 24-25).

Hukum Newton I, jika tidak ada gaya eksternal, saat dilihat dari kerangka acuan inersia, maka sebuah benda yang berada dalam keadaan diam akan tetap diam dan benda yang bergerak akan terus bergerak dengan kecepatan tetap (yaitu dengan kelajuan tetap sepanjang suatu garis lurus). Dalam istilah yang lebih sederhana, kita dapat mengatakan bahwa saat tidak ada gaya yang bekerja terhadap suatu benda, percepatan benda tersebut adalah nol. Jika tidak ada gaya apapun yang beraksi untuk mengubah gerak benda, maka kecepatannya tidak berubah. Dari hukum I, kita menyimpulkan bahwa setiap benda yang terisolasi (yang tidak berinteraksi dengan lingkungannya) akan berada dalam kondisi diam atau bergerak dengan kecepatan tetap (Darminto, 2009: 173).

Gerak lurus beraturan adalah gerak benda titik yang membuat lintasan berbentuk garis lurus dengan sifat bahwa jarak yang ditempuh tiap satu satuan waktu tetap baik besar

(73)

lurus beraturan adalah  0

dt V d

at , sebab Vtetap, berarti pada gerak lurus berarturan tidak ada percepatan (Sarojo, 2002 : 37-39).

Alat dan bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah : 1. Alat

a. Mistar 1 buah

b. Rel presisi 2 buah

c. Penyambung rel 1 buah

d. Kaki rel 1 buah

e. Tumpakan berpenjepit 1 buah

f. Balok bertingkat 1 buah

g. Kereta dinamika 1 buah

h. Pewaktu ketik 1 buah

i. Catu daya 1 buah

j. Jarum pentul 1 buah

k. Gunting 1 buah

l. Kabel penghubung 2 buah

2. Bahan

a. Pita ketik secukupnya

b. Kertas karbon secukupnya

(74)

D. Langkah Kerja

Untuk mendapatkan hasil yang baik maka dilakukan suatu langkah-langkah sebagai berikut :

1. Gerak kereta dinamika dengan 5 ketikan

a. Merangkai alat seperti gambar dibawah dengan langkah-langkah seperti berikut:

Gambar 2.1 Rangkaian alat praktikum GLB b. Menghidupkan catu daya;

c. Mendorong kereta dinamika sedemikian rupa sehingga bergerak disepanjang rel presisi;

d. Menahan kereta dinamika menggunakan tangan atau tampakan berpenjepit ketika hampir mendekati ujung relpresisi;

e. Memperhatikan kereta dinamika jangan sampai jatuh ke rel presisi; f. Mengambil pita ketik dari kereta dinamika;

g. Memeriksa titik ketikan yang diperoleh pada pita ketik;

h. Mencoba mengambil kesimpulan mengenai gerak yang dilakukan oleh kereta dinamika;

i. Memeriksa titik ketikan pada permulaan gerak kereta dinamika; j. mengabaikan jika terdapat titik-titik yang bertindihan;

k. memotong bagian yang bertindihan tersebut;

l. Mengukur panjang dari pita ketikan sebanyak 5 ketikan; m. Mencatat hasil pengukuran.

2. Gerak kereta dinamika dengan 10 ketikan.

(75)

c. Mendorong kereta dinamika sedemikian rupa sehingga bergerak disepanjang rel presisi;

d. Menahan kereta dinamika menggunakan tangan atau tumpukan berpenjepit ketika hampir mendekati ujung rel presisi;

e. Memperhatikan kereta dinamika jangan sampai jatuh ke rel presisi; f. Mengambil pita ketik dari kereta dinamika;

g. Memeriksa titik ketikan yang diperoleh pada pita ketik;

h. Mencoba mengambil kesimpulan mengenai gerak yang dilakukan oleh kereta dinamika;

i. Memeriksa titik ketikan pada permulaan gerak kereta dinamika; j. Mengabaikan jika terdapat titik-titik yang bertindihan;

k. Memotong bagian yang bertindihan tersebut; l. Memotong pita ketik secara berurutan ;

m. Mengukur panjang dari pita ketik sebanyak 10 ketikan; n. Mencatat hasil pengukuran.

1. Tabel hasil pengamatan gerak lurus beraturan (GLB)

No. Jarak 5 Ketikan ( )

Waktu 5 ketikan

( )

Kecepatan

( )

1. 0,008 0,05 0,16

2. 0,010 0,05 0,20

3. 0,009 0,05 0,18

4. 0,011 0,05 0,22

5. 0,010 0,05 0,20

(76)

No. Jarak 5 Ketikan ( )

Waktu 5 ketikan

( )

Kecepatan

( )

1. 0,012 0,1 0,12

2. 0,016 0,1 0,16

3. 0,013 0,1 0,13

4. 0,015 0,1 0,15

5. 0,016 0,1 0,16

Tabel 1.2 Hasil pengamatan Gerak Lurus Beraturan dengan 10 ketikan.

2 .Grafik hasil pengamatan gerak lurus beraturan (GLB)

a. Grafik gerak lurus beraturan untuk 5 ketikan

Grafik 2.1 Hubungan antara v terhadap t. 0

0,05 0,1 0,15 0,2 0,25

v (m

/s

)

(77)

Grafik 2.2 Hubungan antara s terhadap v.

b. Grafik gerak lurus beraturan untuk 10 ketikan

Grafik 2.3 Hubungan antara v terhadap t. 0

0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012

0,16 0,18 0,2 0,22 0,2

s (m

)

v (m/s)

0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

v (m

/s

)

(78)

Grafik 2.4 Hubungan antara s terhadap v.

1.Gerak lurus beraturan untuk 5 ketikan a. Menentukan kecepatan

Diketahui : Sı= 0,008 m

S = 0,010 m

S = 0,009 m

S = 0,011 m

S = 0,010 m

t = 0,05 s

Ditanyakan :

V=...? 0

0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016 0,018

0,12 0,13 0,15 0,16 0,16

s (m

)

(79)

Penyelesaian :

XFF HY

=

= 0,16 m/s

Jadi, kecepatan kereta dinamika satu untuk 5 ketikan adalah 0,16 m/s.

V =

=

= 0,20 m/s.

Jadi, kecepatan kereta dinamika dua untuk 5 ketikan adalah 0,20 m/s.

V =

=

= 0,18 m/s.

Jadi, kecepatan kereta dinamika tiga untuk 5 ketikan adalah 0,18 m/s.

V =

=

= 0,22 m/s.

Jadi, kecepatan kereta dinamika empat untuk 5 ketikan adalah 0,22 m/s.

(80)

V =

=

= 0,20 m/s

Jadi, kecepatan kereta dinamika lima untuk 5 ketikan adalah 0,20 m/s.

b. Menentukan kecepatan rata-rata ( ̅ )

Diketahui : V = 0,16 m/s

V = 0,20 m/s

V = 0,18 m/s

V = 0,22 m/s

V = 0,20 m/s

n = 5

Ditanyakan : ̅ = ... ?

Penyelesaian : ̅ = ∑

=

= ) m/s.

=

= 0,192 m/s

(81)

c. Menghitung ketidakpastian

Diketahui : Vmax = 0,22 m/s

Vmin = 0,16m/s

Ditanya : ∆V = ...?

Penyelesaian : ∆V =

=

= 0,03 m/s

Jadi, ketidajpastian (∆V) untuk 5 ketikan adalah 0,03 m/s.

d. Menghitung standar deviasi (SD)

No V(m/s) (v- ̅)m/s (v- ̅)²m/s

1 0,16 -0,032 0,001024

2 0,20 0,008 0,000064

3 0,18 -0,012 0,000144

4 0,22 0,028 0,000784

5 0,20 0,008 0.000064

Σ(v- ̅)²m/s 0,00208

Diketahui : Σ((v- ̅)²m/s = 0,00208 m/s

n = 5

Ditanya : SD =...?

Penyelesaian : SD =

√

∑

5 00208 , 0



SD

(82)

e. Menghitung nilai pengukuran (Np)

Diketahui : SD = 0,0203 m/s

Jadi, nilai pengukuran (Np) untuk 5 ketikan adalah 0,1717 m/s sampai 0,2123 m/s.

f. Menghitung % Kesalahan Relatif (KR) Diketahui : SD = 0,0203 m/s

Jadi, persentase kesalahan relatif untuk 5 ketikan adalah 10,5 .

g. Menghitung % Kp (persentase kebenaran) Diketahui : % KR = 10,5

Ditanya : % Kp =...?

(83)

= 100% - 10,5 % = 89,5 %

Jadi, persentase kebenaran untuk 5 ketikan adalah 89,5 %.

2. Gerak lurus beraturan untuk 10 ketikan

a. Menentukan kecepatan

Diketahui : Sı = 0,012 m

S = 0,016 m

S = 0,013 m

S = 0,015 m

S = 0,016 m

t = 0,1

Ditanya : V = ...?

Penyelesaian : HY

=

= 0,12 m/s

Jadi, kecepatan kereta dinamika satu untuk 10 ketikan adalah 0,12 m/s.

V =

=

= 0,16 m/s.

Jadi, kecepatan kereta dinamika dua untuk 10 ketikan adalah 0,16 m/s.