LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM FISIKA DASAR 1 MOMEN INERSIA

LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM FISIKA DASAR 1

“MOMEN INERSIA”

Tanggal praktikum : 15 Oktober 2016 Tanggal pengumpulan : 20 Oktober 2016 Waktu praktikum : 07.30-09.30

Nama Praktikan : Astri Wulandari

NIM : 11160163000037

LABORATORIUM FISIKA DASAR PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA 2016

ngi su

= r.

A. Judul percobaan MOMEN INERSIA

B. Tujuan percobaan

1. Menentukan konstanta pegas spiral pada alat momen inersia 2. Menentukan periode diri alat momen inersia

3. Menentukan periode benda

4. Menentukan momen inersia benda

5. Menetukan besar sudut simpangan dari berbagai benda dengan massa yang berbeda

6. Membandingkan nilai momen inersia benda secara teori dan praktikum

7.

Menentukan periode piringan

8.

Menentukan hubungan momen inersia dengan periode.

C. Dasar teori

Banyak benda benda disekitar kita yang jarang kita amati di dunia ini, salah satunya adalah benda tegar. Benda tegar yaitu benda dengan bentuk tertentu yang tidak berubah, sehingga pratikel partikel pembentuknya berada pada posisi yang tetap relativ satu sama lain (Sutrisno. 2007).

Dari benda benda tegar tersebut kita sering melihat benda benda tersebut berotasi, seperti ban pada mobil, kincir angin, cd yang diputar dll. Benda tegar yang berotasi terdiri dari massa yang bergerak, sehingga memiliki energi kinetik. Kita dapat menyatakan energi kinetik ini dalam bentuk kecepatan sudut benda dan sebuah besaran baru yang disebut momen inersia (Young & Freedman. 2001)

Benda yang berotasi memiliki momen gaya, torsi (momen gaya) terhadap sumbu yang disebabkan gaya adalah ukuran dari keefektifitan gaya tersebut dalam menghasilkan putaran atau rotasi mengelili mbu tersebut (Bueche.

1989). Didefinisikan sebagai berikut :

Momen Gaya = F Sin ɵ

Ket :

r = Jarak ke sumbu F = Gaya yang bekerja

ɵ = Besar sudut yang terbentuk

Momen inersia adalah besaran yang menunjukan ukuran kelembaman pada saat benda melakukan gerak rotasi. Besarnya momen inersia suatu benda merupakan hasil kali antara massa benda (m) kuadrat jarak (r ²) ke sumbu putarnya. (Umar, 2008: 149)

Rumus – Rumus Momen Inersia :

Benda Lokasi sumbu rumus

Gelang tipis, jari-

jari R

Melewati titik

pusat

MR²

Gelang tipis, jari-

jari R, tebal w

Melewati jari-

jari bagian tengah

R² + w²

Silinder pejal, jari-

jari R

Melewati titik

Pusat

½ MR²

Silinder berongga,

jari-jari dalam R1, jari-jari luar R2

Melewati titik

Pusat

½ M(R₁²+R ²)

2

Bola H omogeny,

jari-jari R

Melewati titik

Pusat

2/5 MR²

Batang panjang

Homogeny, panjang ℓ

Melewati titik

Pusat

1/12 Mℓ²

Batang panjang

Homogeny, panjang ℓ

Melewati salah

satu ujung

1/3 Mℓ²

Pelat persegi- empat

tipis, panjang ℓ,

Melewati titik

Pusat

1/12 M(ℓ² + w²)

(Giancoli, 2014 : 263)

D. Alat dan Bahan

No .

Nama Alat/Baha

n

Gambar No

.

Nama Alat/Baha

n

Gambar

1. Neraca 8. Piringan

Besar cakram 2 cm

2. Alat Momen Inersia

9. Piringan kecil cakram 3 cm

3. Jangka Sorong

10. Penggaris

4. Bola Pejal 11. Kerucut

Pejal

5. Silinder Pejal

12. Benang Nilon

6. Silinder Berongga

13. Stopwatch

7. Perangkat Beban

14. obeng

E. Langkah kerja

Percobaan 1 : Menentukan momen Inersia berdasarkan teori

No. langkah-langkah gambar

1. Timbanglah semua benda yang akan ditentukan momen inersianya dan catat hasilnya pada tabel.

2. Ukur tinggi dan diameter masing-masing benda, serta catat hasilnya pada tabel.

Percobaan 2 : Menentukan Konstanta Pegas Spiral Alat Momen Inersia

No. Langkah-langkah Gambar

1.

Susunlah alat percobaan

2.

Ikatlah benang nilon pada salah satu baut yang ada di tepi dudukan silinder.

3.

Baringkan alat momen inersia di bagian tepi meja.

4.

Gantung beban pada benang, amati simpangan yang terjadi dan catat hasilnya. Ulangi sebanyak 3 kali

5.

Tambahkan beban berikutnya lalu catat hasil pengukuran yang di dapat

Percobaan 3 : Menentukan Periode Diri Alat Momen Inersia

No. Langkah-langkah Gambar

1.

Tegakkan kembali alat momen inersia. Buka benang yang terpasang pada dudukan silinder

2.

Atur posisi jarum penunjuk pada alat momen inersia.

3.

Simpangkan dudukan silinder sebesar 270°

4.

Amati stopwatch untuk menghitung 3 getaran kemudian catat hasilnya.

Percobaan 4 : Menentukan Periode Benda

No. Langkah-langkah Gambar

1.

pasang bola pejal pada alat momen inersia

2.

Simpangkan bola sebesar 270° kemudian lepaskan dan catat waktu 3 getaran yang ditunjukan stopwatch.

Ulangi langkah sebanyak 3 kali.

3.

ganti bola pejal dengan benda sesuai urutan dan lakukan langkah yang sama.

Percobaan 5 : Menentukan Momen Inersia pada jarak sumbu putar yang di tentukan

No. Langkah-langkah Gambar

1.

Timbang piringan

2.

Pasang piringan pada alat momen inersia. Kencangkan posisi piringan dengan baut yang terdapat pada alat momen inersia.

3.

Simpangkan piringan sebesar 270°, kemudian lepaskan . catat waktu 3 kali getaran.

4.

Pindahkan sumbu putar pada lubang selanjutnya. Dan lakukan langkah yang sama.

F. Data Percobaan

Tabel I. Massa Benda

No. Nama Benda Massa (g) Diameter Luar (cm)

Diameter Dalam (cm)

Tinggi (cm)

1. Bola Pejal 480 11 11

2. Silinder Pejal 484 8,0 14,5

3. Silinder Berongga 452 7,2 6,2 5,4

4. Piringan Besar cakram 2 cm

474 21,8

5. Piringan Besar cakram 3 cm

472 18,3

6. Kerucut 483 14 12,0

Tabel II. Simpangan

Massa (g) Simpangan (°) θ rat ( ˚ )

1 2 3

50 42° 42° 42° 41,7°

100 71° 72° 71° 71,3°

150 93° 94° 94° 93,7°

200 105° 106° 105° 105,3°

250 113° 114° 113° 113,3°

Tabel III. Periode Diri

Waktu 5 getaran (s) T(s)

𝒕

_𝟏

𝒕

_𝟐

𝒕

_𝟑

𝒕

_𝒓𝒂𝒕

2,0 2,0 2,0 2,0

𝑇 = 𝑡 𝑛 =

2

= 0,4 𝑠 5

Tabel IV. Periode Benda

No. Nama Benda Waktu 3 getaran (s) T(s)

𝒕

_𝟏

𝒕

_𝟐

𝒕

_𝟑

𝒕

_𝒓𝒂𝒕

1. Bola Pejal 2,0 4,0 4,0 3,3

𝑇 = 𝑡 𝑛

= 3,3

= 1,1 𝑠 3 2. Silinder Pejal 2,0 2,0 2,0 2,0

𝑇 = 𝑡 𝑛

= 2,0

= 0,7 𝑠 3 3. Silinder

Berongga

2,0 2,0 2,0 2,0

𝑇 = 𝑡 𝑛

= 2,0

= 0,7 𝑠 3 4. Piringan 213 4,0 5,0 5,0 4,7

𝑇 = 𝑡 𝑛

= 4,7

= 1,7 𝑠 3 5. Piringan 714 5,0 4,0 4,0 4,3

𝑇 = 𝑡 𝑛

= 4,3

= 1,4 𝑠 3

6. Kerucut 2,0 3,0 2,0 2,3

𝑇 = 𝑡 𝑛

= 2,3

= 0,7 𝑠 3

`

Tabel V. Periode Piringan

l (cm) Waktu 3 getaran (s) T(s)

𝒕

_𝟏

𝒕

_𝟐

𝒕

_𝟑

𝒕

_𝒓𝒂𝒕

0 4,0 4,0 4,0 4,0

𝑇 = 𝑡 𝑛

= 4,0

= 1,3 𝑠 3

2,5 4,0 4,0 4,0 4,0

𝑇 = 𝑡 𝑛

= 4,0

= 1,3 𝑠 3

5 5,0 5,0 5,0 5,0

𝑇 = 𝑡 𝑛

= 5,0

= 1,7 𝑠 3

7,5 6,0 6,0 6,0 6,0

𝑇 = 𝑡 𝑛

= 6,0

= 2,0 𝑠 3

10 7,00 6,00 7,00 6,7

𝑇 = 𝑡 𝑛

= 6,7

= 2,3 𝑠 3

G. Pengolahan data

Mencari momen inersia berdasarkan rumus teori :

Nama benda Rumus teori Pengolahan Hasil

Bola pejal

𝐼 =2

5 𝑚𝑟² 𝑡 =

=2

5 (0,480 𝑘𝑔)(0,07 𝑚)²

0,009 𝑘𝑔𝑚²

Silinder pejal

𝑡 =1

2 𝑚𝑟² 𝑡 =1

2 (0,484 𝑘𝑔)(0,07 𝑚)² 0,001 kg 𝑚²