P E D O M A N. Praktikum Fisika Dasar I LABORATORIUM FISIKA DASAR FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

(1)

LABORATORIUM FISIKA DASAR

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

P E D O M A N

Praktikum Fisika Dasar I

Dasar I

(2)

Pedoman Praktikum Fisika Dasar I | Fakultas Teknik Universitas Krisnadwipayana

Page | ii

PENGANTAR

Buku petunjuk ini disusun sebagai langkah permulaan realisasi rencana penyusunan suatu buku petunjuk Praktikum yang lebih lengkap dan sempurna. Isi dari buku ini agar dapat digunakan dengan baik dan memperhatikan hal ini.

Dalam bentuknya yang sekarang, buku petunjuk ini dimaksudkan hanya untuk digunakan di Universitas Krisnadwipayana; meskipun demikan, dengan sepengetahuan bagian Fisika UNKRIS, dapat digunakan oleh labotarorium sejenis oleh Universitas maupun badan- badan lain.

Tanpa ijin bagian Fisika UNKRIS isi buku ini dilarang dikutip. Semua kritik dan saran, baik mengenai bentuk maupun isianya, hendaknya disampaikan kepada Kepala Laboratorium Fisika Dasar.

Laboratorium Fisika Dasar

(3)

Page | iii

DAFTAR ISI

Halaman

Cover Judul ... i

Pengantar... ii

Daftar Isi ... iii

Laporan praktikum Fisika Dasar ... iv

A-4 : Modulus Puntir ... 1

A-10 : Bandul Fisis ... 8

B-6 : Koefisien Zat Cair ... 17

C-12 : Lensa ... 25

(4)

Page | iv

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR

Laboratorium adalah tempat bekerja / praktikum, karenanya : 1. Jagalah sopan satun kerja di laboratorium

2. Berpakainlah yang biasa didalam Laboratorium ( bukan pakaian pesta, pakaian olahraga dan juga bukan memakai sandal dan sebagainya)

3. Dilarang makan/minum/merokok didalam laboratorium

4. Dilarang membawa tas dan barang-barang lain yang tidak perlu ke dalam laboratorium.

5. Mahasiswa praktikum diwajibkan datang dan melakukan percobaan seperti yang direncanakan bagianya (lihat papan pengumuman praktikum Fisika Dasar). Kalau tidak, akan diberi angka nol untuk percobaan yang bersangkutan.

Pelajarilah baik-baik petunjuk percobaan sebelum melakukan percobaan dan buatlah persiapan yang baik. Jangan lupa jawablah pertanyaan-pertanyaan yang harus diserahkan sebelum melakukan percobaan, sehingga didalam laboratorium tinggal melakukan percobaan dan bukan untuk mempelajari petunjuk percobaan.

a. Kenalilah asisten-asiten yang memimpin saudara sebelum satu semester. Assiten akan menolong saudara untuk melakukan percobaan, membuat risalah, menggunakan alat-alat dan sebagainya.

b. Serahkan kartu praktikum saudara kepada asisten yang bersangkutan sebelum saudara melakukan percobaan. Bawlah buku catatan (journal).

c. Mintalah kembali kartu praktikum sebelum meningggalkan laboratorium.

d. Jagalah keamanan alat-alat yang saudara pinjam. Untuk meminjam alat-alat disedikan BON PEMINJAM. Laporkan segara kepada asisten kalau ada kerusakan/kehilangan alat- alat.

e. Tiap percobaan tidak boleh dilakukan oleh lebih dari dua orang bersama. Hasil pengamatan ditulis pada KERTAS PENGAMATAN yang telah tersedia.

f. Biasakan mengadakan oengamtan tempratur, kelembabn dan barometer ruangan setiap melaukan percobaan.

g. Masing-masing praktikum harus membuat.meyerahkan risalah sendiri-sendiri. Risalah harus singklat, jelas dan ditulus pada kertas yang baik ikutilah petunjuk-petunjuk asisten.

(5)

Page | v Pada umumnya risalah terdiri dari :

1. Nama, Nim, bagian, nomor dan tanggal percobaan, nama teman kerja dan nama asisten.

2. Tujuan melakukan percobaan.

3. Alat-alat yang dipakai, ditulus pula nomor alat-alatnya.

4. Hasil-hasil pengamatan yang tersusn secara tabel.

5. Prisip-prisip dan teori-teori.

6. Perhitungan dan hasil-hasilnya. Bila perlu dengan memakai kertas grafik (gambar grafik) 7. Jawab semua pertanyaan- pertayaan.

8. Kseimpulan-kesimpulan, pembahasan-pembahsan, sumber-sumber kesalahan, pengaruh terhdap hasil akhir dan sebagainya.

9. Waktu penyerahan risalah ditentukam satu minggu. Risalah yang terlamabat diserahkan,nilainya dikurangi.

10. Nilai (angka-angka) praktikum :

a) Pemberian nilai berdasarkan atas persiapan, kecakapan melakukan percobaan, ketelitian hasil-hasilnya, iswi risalah, hasil-hasil perhitungan dan nilai tes.

b) Tes/ujian tertulis.

c) Nilai rata-rata diberikan setelah selesai dengan jumlah percobaan yang diwajibkan.

11. Bacalah setiap kali pemgumuman-penguman pada papan pengumuman (didalam dan diluar laboratorium Fisika) Kalau ada perubahan daftar , alat-alat, pengumuman lainya dan sebagainya

(6)

Page | 1

PETUNJUK PERCOBAAN A – 4

MODULUS PUNTIR

I. MAKSUD

Menentukan modulus punter (modulus geser) secara statis II. ALAT-ALAT

1. Micrometer sekrup

2. Mistar dan Jangka Sorong

3. Batang-batang Q yang diselidiki (bebentuk slinder) 4. Penyekat (penjepit) batang T

5. Roda pemutar, katrol dan tali P

6. Jarum penunjuk dengan pembagian skala sudut S 7. Beban masing-masing 0,5 kg

8. 3 s/d 5 terletak pada statip

III. TEORI

Salah satu ujung suatu batang dijepit keras-keras di T. Ujung lainya bebas beputar dan padanya dipasang keras-keras roda F. Kalau ada roda dengan pertolongan katrol diberi beban maka roda itu akan menghasilkan momen M terhadap batang. Dengan jarum penunjujk yang melekat pada batang dan pembagan skala S dapat dibaca sudut puntiran batang. Maka modulus puntir dapat dihitung dari :

(7)

Page | 2 G = ^{2 𝑀 𝐿}

𝜋 𝑟4 ………... (4-1)

Atau G 360.𝑔.𝑅.𝐿.𝑚

𝜋².𝑟⁴∝0 ………... (4-2) Dimana :

G = modulus puntir (= modulus geser = koefisien kekenyalan) M = momen yang bekerja pada batang

L = panjang batang yang dipuntir r = jari-jari batang yang dipuntir g = percepatan gravitasi

R = jari-jari roda P m = massa beban

∝ 0 = sudut puntiran

𝜑 = sudut puntiran dalam derajat

IV. SERAHKAN SEBELUM PRAKTIKUM

1. Buktikan rumus (4-1) dengan pertolongan gambar (4-2) 2. Buktikan rumus (4-2) dari rumus (4-1)

3. Gambarkanlah grafik antara dengan m menurut teori rumus (4-2) 4. Garis apa yang didapat? (fungsi tingkat berapa?)

V. LANGKAH PERCOBAAN

1. Pasanglah satu batang yang diberi assiten. (keraskan semua sekrup kuat-kuat) 2. Periksa kebebasan gerak puntiran ujung batang yang bebeda. Dan apakah momen

sudah akan diteruskan ke seluruh batang.

3. Ukurlah L,R,r beberapa kali dan timbanglah m. (perhatikan pengukuran R harus merata)

4. Ambilah satu harga L tertentu dan amatilah kedudukan jarum penunjuk. (periksalah dan perhatikan kedudukan/keadaan beban.)

5. Berulah bebabn dan beturut-turut tambahkan bebabn saru persatu. Tiap kali amatilah kedudukan jarum penunjuk (jumlah bebabn dutentukan oleh assiten).

6. Kurangilah beban satu persatu dan amatilah kedudukan jarum penunjuk.

7. Ulangilah percobaan 4,5 dan 6 untuk beberapa harga L ( paling sedikit 3 tanyakan pada assiten).

8. Ulangilah percobaan 1 s/d 6 (tanpa 7) untuk batang-batang yang lain.

(8)

Page | 3 CATATAN

1. Buatlah pengamatan secara tabel :

2. Kalau kedudujan jarum tidak kembali kekedudukan semula, berilah segera koreksi.

VI. PERTANYAAN :

1. Buatlah grafik antara ∝ dan m untuk tiap-tiap harga L. (ambilah harga ∝ bila m=0) 2. Buatlah grafik perbandingan antara ∝ dan m untuk tiap-tiap harga L.

3. Berilah pembahasan tentang hasil-hasil yang didapat.

4. Hitunglah harga m / ∝ untuk tiap L dari grafik.

5. Hitunglah G untuk tiap harga L, dan kemudian hitunglah G rata-rata.

6. Berilah pembahasan tentang hasil G yang di dapat.

7. Apakah yang harus diukur dengan teliti ?

8. Apakah bahan yang saudara ukur, dilihat dari G yang didapat? Berilah penjelasan.

9. Gambarlah grafik antara A dan m untuk batang-batangyang lain, yang berikan oleh asssiten.

10. Hitunglah G untuk batang-batang yang lain ini, dan tentukan bahan batang yang dipakai.

(9)

Page | 4 HASIL PENGAMATAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I

LABORATORIUM FISIKA DASAR FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

No. Nama No. Dp Semester Jurusan

1

2

3

4

5

Tanggal Percobaan: Nama Asisten : Paraf :

Keadaan Ruang Sebelum Percobaan Sesudah Percobaan

Suhu ^oC ^oC

Tekanan Udara CmKA CmKA

Kelembaban % %

Data Alat :

Jari-jari Roda Pemutar (P) : ………….±…………. cm Percepatan Gravitasi (g) : 978 cm/det² Selisih Penambahan Beban (m) : ………….……… gr Data Percobaan :

No. Nama Batang Diameter Batang

1 ±

2 ±

II. Penambahan ( Dalam 5 Kali Getaran )

No. Beban gr

Sudut Puntiran

Penambahan Pengurangan Rata-rata

L1 : L2 : L1 : L2 : L1 : L2 :

1.

2.

3.

4.

5.

Group :

PERCOBAAN A - 4 Modulus Puntir

Laporan Paling Lambat diserahkan tanggal :

(10)

Page | 5

PENGOLAHAN DATA PERCOBAAN A – 4

Kesalahan relatif 0,4 – 0,5 % I. Keadaan Ruangan

➢ Suhu

𝑇₁ 𝑇₂ Σ T

+

ΔT = T - T₁ ΔT = T -T₂

Σ T

+

T =^{Σ T}

2 = ...°𝐶

𝛥 T = ^{Σ Δ T}

2 = ...°𝐶 ( T± ∆T ) ⁰C

➢ Tekanan Udara

𝑃₁ 𝑃₂ Σ P

+

ΔP = P - P₁ ΔP = P -P₂

Σ P

+

➢

P =^{Σ P}

2 = ...CmKa

𝛥 P = ^{Σ Δ P}

2 = ...CmKa ( P± ∆P ) CmKa

➢ Tekanan Udara

𝐾₁ 𝐾₂ Σ K

+

ΔK = K - K₁ ΔK = K -K₂

Σ P

+

➢

K =^{Σ K}

2 = ...%

𝛥K = ^{Σ Δ K}

2 = ...%

( K± ∆K ) %

(11)

Page | 6 II. Untuk beban (m)

𝑚₁ 𝑚₂ 𝑚₃ 𝑚₄ 𝑚₅

Σ m

+

Δm₁ = m - m₁ Δm₂ = m -m₂ Δm₃ = m -m₃ Δm₄ = m -m₄ Δm₅ = m -m₅

Σ m

+

➢

m =^{Σ m}

5 = ...

𝛥m = ^{Σ Δ m}

5 = ...

( m ± ∆m ) gr

III. Sudut puntiran

𝛼₁ 𝛼₂ 𝛼₃ 𝛼₄ 𝛼₅

Σ α

+

Δα₁ = α - α₁ Δα₂ = α -α₂ Δα₃ = α -α₃ Δα₄ = α -α₄ Δα₅ = α -α₅

Σ α

+

➢

α =^{Σ α}

5 = ...

𝛥α = ^{Σ Δ α}

5 = ...

( α ± ∆α ) rad PERTAYAAN

1. Grafik Besi / Kuningan

Penambahan Pengurangan Rata-rata

m m m

α α α

(12)

Page | 7

2. Besi Kuningan

3. Penjelasan Grafik

4. G = 360 . g . (R ±∆R) L (m ± ∆m) 𝜋² (r ±∆r)⁴ . (α ± ∆α)

5. Tabel Hasil Perhitungan G

α α

m m

(13)

Page | 8

PETUNJUK PERCOBAAN B - 10

BANDUL FISIS

I. MAKSUD

1. Mengenal sifat-sifat bandul fisis.

2. Menghitung percepatan gravitasi g.

II. ALAT – ALAT

a. Bandul fisis dari ; dua keeping logam berat yang dapat diletakan pada batang (tang berlobang-lobang) dengan pasak (gambar 10-3).

b. Poros penggantung.

c. Stopwatch.

III. TEORI

1. Sebuah benda kecil dan berat, tergantung pada ujung seutas tali. Tali itu pandang dan ringan (berat tali diabaikan)), serta tidak mulur, seluruh susunan ini berayum matematis (simple pendelum) dengan:

T = 2π √¹

9 ……… (10-1)

T = Periode (waktu ayunan) L = Panjang tali

g = Percepatan gravitasi

2. Jika bend aitu tidak kecil dan/atau tidak berat (terhadap tali), maka f disebut banul fisis. Sebuah benda yang digantung pada sebuah poros horizontal dan berayun (karena geravitasi) dengan sudut kecil, merupakan banul fisis (gambar 10-2). Bagi bandul fisis berlaku :

(14)

Page | 9 T = 2π √^𝐾𝑜²⁺^𝑎²

𝑔 𝛼 ……… (10-2)

T = Periode (waktu ayunan)

Ko = “radius of gyration” terhadap pusat masa C α = Jarak pusat masa C dengan poros ayunan A

3. Dengan mengambil titik A sebagai titik gantung didapat waktu ayun T1. Idem titik B dapat T2.

Bila harga T1 dan T2 digabung, akan dapat :

T₁2+ T₁2

8 (α₁ + α₂)

+

^T¹²^{+ T}¹²

8 (α₁ +α₂

=

^𝜋²

𝑔 ……… (10-3)

4. Bandul matematis dengan : 1o = 1/mα atau 1o = ^𝑘𝑜

2 + 𝑎²

𝛼 ……… (10-4)

Akan skovalen dengan bandul fisis. Sedangkan 1 disebut Panjang ekivalen. Lihat rumus (10-2) dan (10-3). Jadi bila semua masa bandul fisis dikumpulkan pada suatu titik dengan jarak 1 dari poros maka didapat suatu bandul matematis T yang sama.

5. Suatu titik yang terletak pada garis AB (gambar 10-2) dan dengan jarak 10 dari poros, disebut osilasi. Garis (AB melalui pusat masa). Bila pusat osilasi ini dipakai sebagai poros, maka didapat bandul fisis baru dengan T yang sama dengan T semula.

Jadi pusat osilasi “conjugate” dengan titik poros. Maka dengan ini rumus (10-2) didapat 4 buah titik gantung sepanjang garis AB dengan harga T yang sama (dalam batas tertentu).

IV. SERAHKAN SEBELUM PRAKTIKUM Buktikan rumus-rumus (10-1), (10-2) dan (10-3).

V. JALANYA PERCOBAAN

1) Pilihlah sebuah titik A sebagai titik gantung. Ukurlah jarak A dengan ujung batang.

2) Amatilah waktu ayunan penuh untuk mayunan ( m ditentukan oleh assiten).

3) Amatilah waktu ayunan penuh (kira-kira 5 menit) untuk sekian (=x) ayunan penuh.

4) Ulangilah percobaan no.2

5) Pililah titik B ( di pihak lain terhadap C). sebagai titik gantung. Ukurlah jarak AB (=a1 + a2).

6) Lakukan seperti percobaan no.2,3 dan 4 untuk titik B.

7) Lakukan percobaan no.1,2,3,4,5 dan 6 ini untuk beberapa pasang titik A dan B.

(jumlah pasangan ditentukan oleh assiten).

8) Ukurlah Panjang batang, ukurlah kedudukan keeping-keping. Timbanglah keeping- keping dan timbang pula batang.

(15)

Page | 10 VI. CATATAN

a. Jangan membuat simpangan terlalu besar.

b. Cara menghitung T dengan teliti, misalkan m =50 Pengamat : 2. 50 ayunan dalam 81,3 sec

3. X ayuanan dalam 300,9 sec 4. 50 ayunan dalam 82,0 sec Maka T sementara = ^81,3+82,0

50+50 1,633 sec

Jadi dalam 300,9 sec ada 300,9 / 1,633 = 184 ayunan (bilangan bulat) Jadi waktu ayunan T = ^300,9

184 = 1,633 sec (teliti)

c. Pililah titik A dan B tidak sepihak dan tidak setangkup. Bila A dekat dengan C, maka B harus jauh.

d. Batang logam dianggap homogen sehingga pusat masa C dapat dihitung bila ukuran serta beratnya diketahui (berat batang dan berat keping-kepingnya).

VII. PERTAYAAN

1. Apakah akibat kalua sudut ayunan terlalu besar ? 2. Terangkan mengapa titik A dan B dipilih pada VI-3 ?

3. Hitunglah harga g untuk tiap pasang A dan B beserta ketelitianya.

4. Hitunglah g di UNKRIS menurut percobaan ini! (g rata-rata)

5. Berilah suatu pembahasan tentang hasil pecobaan ini teutama hasil pergitungan d dan g yang seharusnya di UNKRIS (g= 978 cm/sec²).

6. Sebut letak keempat titik seperti yang disebuut pada III-5 untuk masing-masing titik A. hitunglah dengan memakai rumus (10-2) dan (10-4). (Bila assiten menghendaki cari pula untuk masing-masing titik B).

7. Sebutkan hal-hal yang membatasi tidak dapat dicapinya keempat titik ini.

(16)

1

2

3

4

5

Suhu ^oC ^oC

Kelembaban % %

BERAT BATANG G1 ……….. BERAT BATANG G2 ………..

PANJANG BATANG L JARAK A KE UJUNG BATANG

1 1

2 2

3 3

4 4

5 5

JARAK A KE BANDUL JARAK A KE B

1 1

2 2

3 3

4 4

5 5

Titik A T1 Ayunan Detik

Detik Ayunan

Ayunan Detik

Titik B T2 Ayunan Detik

Detik Ayunan

Ayunan Detik

Group :

PERCOBAAN A - 10 Bandul Fisis

(17)

Page | 12

PENGOLAHAN DATA PERCOBAAN A – 10

Kesalahan relatif 0,4 – 0,5 % Keadaan Ruangan

➢ Suhu

+

ΔT = T - T₁ ΔT = T -T₂

Σ T

+

T =^{Σ T}

2 = ...°𝐶

𝛥 T = ^{Σ Δ T}

2 = ...°𝐶 ( T± ∆T ) ⁰C

➢ Tekanan Udara

+

ΔP = P - P₁ ΔP = P -P₂

Σ P

+

➢

P =^{Σ P}

2 = ...CmKa

𝛥 P = ^{Σ Δ P}

2 = ...CmKa ( P± ∆P ) CmKa

➢ Tekanan Udara

+

ΔK = K - K₁ ΔK = K -K₂

Σ P

+

➢

K =^{Σ K}

2 = ...%

𝛥K = ^{Σ Δ K}

2 = ...%

( K± ∆K ) %

(18)

Page | 13 1. Bila sudut ayunan telalu besar maka akibatnya adalah sebagai berikut :

……….

.

2. Titik A dan B dipilih tidak sepihak, bila A dekat dengan C, maka B harus jauh. Yang dimaksud diatas adalah :

……….

3. Menghitung harga g untuk tiap pasang A dan B beserta ketelitian : - Panjang Batang L

𝐿₁ 𝐿₂ 𝐿₃ 𝐿₄ 𝐿₅

Σ L

+

ΔL₁ = L - L₁ ΔL₂ = L -L₂ ΔL₃ = L -L₃ ΔL₄ = L -L₄ ΔL₅ = L -L₅

Σ L

+

➢

L =^{Σ L}

5 = ...

𝛥L = ^{Σ Δ L}

5 = ...

( L ± ∆L ) cm

- Jarak A ke Bandul 𝐿₁

𝐿₂ 𝐿₃ 𝐿₄ 𝐿₅

Σ L

+

Σ L

+

➢

L =^{Σ L}

5 = ...

𝛥L = ^{Σ Δ L}

5 = ...

( L ± ∆L ) cm

(19)

Page | 14 - Jarak A ke ujung Batang

𝐿₁ 𝐿₂ 𝐿₃ 𝐿₄ 𝐿₅

Σ L

+

Σ L

+

➢

L =^{Σ L}

5 = ...

𝛥L = ^{Σ Δ L}

5 = ...

( L ± ∆L ) cm

- Jarak A ke B 𝐿₁

𝐿₂ 𝐿₃ 𝐿₄ 𝐿₅

Σ L

+

Σ L

+

➢

L =^{Σ L}

5 = ...

𝛥L = ^{Σ Δ L}

5 = ...

( L ± ∆L ) cm

- Titik AT1

Ayunan = detik T1 = detik / ayunan = Ayunan = detik T2 = detik / ayunan =

Ayunan = detik T3 = detik / ayunan = + ΣT1 =

ΣT1 =

3 = detik

∆T1 = - = ∆T1

=

3

=

detik

∆T2 = - =

∆T3 = - = +

( TA ± ∆ TA ) detik

(20)

Page | 15 - Titik BT2

Ayunan = detik T1 = detik / ayunan = Ayunan = detik T2 = detik / ayunan =

Ayunan = detik T3 = detik / ayunan = + ΣT1 =

ΣT1 =

3 = detik

∆T1 = - = ∆T1

=

3

=

detik

∆T2 = - =

∆T3 = - = +

( TB ± ∆ TB ) detik

- Menghitung harga g untuk tiap pasang pada titik A dan B A ( TA ± ∆ TA ) = ( ± ) detik

( La ± ∆ La ) = ( ± ) cm T = 2 π _{√1 𝑔}⁄

T² = 2 π² ¹

𝐺

g = 4² 𝑙

𝑇²

=

^{4 𝜋}

2 ( L ± ∆L )

( 𝑇 ±∆𝑇 )² ^cm/detik

2

Titik B :

( TA ± ∆ TA ) = ( ± ) detik ( La ± ∆ La ) = ( ± ) cm

g = 4² 𝑙

𝑇²

=

^{4 𝜋}

2 ( L ± ∆L )

( 𝑇 ±∆𝑇 )² ^cm/detik

2

- Jarak AB – Jarak A ke Bandul

Lb ± ∆ Lb = ( AB ± ∆ AB ) – ( La ± ∆ La)

4. G di UNKRIS menurut percobaan ini (g rata-rata)

- Di tiik A terdapat harga = ( ± )cm/dtk² - Di tiik B terdapat harga = ( ± )cm/dtk² Jadi g rata-rata (g di UNKRIS) = ( ± )cm/dtk²

(21)

Page | 16 5. Berilah suatu pembahasan tentang hasil percobaan ini terutama hasil pergitungan g

dengan g yang seharusnya terjadi di UNKRIS (g = 978 cm/dtk²)

………

6. Sebutkan letak keempat titik seperti yang isebutkan pada III-5 untuk masing-masing titik A dan B

Hitung dengan memakai rumus (10-2) dan (10-4)

T = 2 π ^√𝑘𝑎²^{− 𝑎}²

𝑔 ………… (10-2)

L0 = ^𝑘𝑜

2+ 𝑎²

g

………… (10-4)

T = 4π (ko + a) /ga Ko + a = (T + ga) / 4π²

Lo = (ko + a) = T² ga / 4π² = T² ga / 4TC Maka :

Lo = 𝑇² 𝑔

4𝜋²

=

( T ± ∆T ) ² ( g1 ± ∆g )

4𝜋² cm

Untuk titik A = T1 ( ± )detik g1 ( ± )cm/detik² Lo A

=

( TA ± ∆TA ) ² ( g1 ± ∆g1 )

4𝜋² cm

Untuk titik B = T2 ( ± )detik g2 ( ± )cm/detik² Lo B

=

( TB ± ∆TB ) ² ( g2 ± ∆g2 )

4𝜋² cm

7. Sebutkan hal-hal yang membantu tidak dapat dicapinya titik ini.

………

(22)

Page | 17

PETUNJUK PERCOBAAN B - 6

KOEFISIEN ZAT CAIR

I. MAKSUD

Menentukan angka pergeseran (Coefficient of Viscosity) zat cair dengan hukum Strokes.

II. ALAT – ALAT

1. Tabung zat cair dengan isinya.

2. Bola-bola kecil zat padat.

3. Mikrometer sekrup, jangka sorong, mistar.

4. Termometer.

5. Sendok saringan untuk mengambil bola-bola dari dasar tabung.

6. Dua garis kawat yang melingkari tabung.

7. Stopwatch.

8. Timbangan digital.

III. TEORI

Bila sebuah benda yang berbentuk bola, bergerak di dalam suatu medium (cair atau gas) yang tetap sifat-sifatnya.

Menurut stokers : f = -6 ɳ r v ………. (6-1) Dengan :

F = gaya gesekan yang menahan Gerakan ɳ = koefisien gesekan dalam poise

r = jari-jari bola

v = kecepatan bola relative terhadap medium, tanda minus menunjukan arah F berlawanan dengan arah v

Adapun syarat-syarat pemakaian hukum Stokes tersebut diatas : a. Ruangan tempat medium tak terbatas (ukuranya cukup besar).

b. Tidak ada turbelensi (pengelinciran) pada medium.

c. Kecepatan v tidak besar. Pada rumus 6-1 bila v makin besar maka gaya gesekan F harga mutlaknya juga makin besar. Hal ini mengakibatkan : bila benda jatuh karena gaya gesekan F akan sama dengan gaya grafitasi (dikurangi gaya Archimides).

Dalam hal ini v menjadi konstanta, maka berlakulah persamaan : υ = ^{2 𝑟}²^{9 𝑝−𝑝𝑜}

9ɳ ……..(6-2) Atau

T r² = ^{9 ɳ 𝑑}

2 𝑔 (𝑝−𝑝𝑜) ……..(6-3)

(23)

Page | 18 Dimana :

T = waktu jatuh bola dalam menumpuh d d = jarak jatuh yang ditempuh bola-bola p = berat jenis bola

po = berat jenis medium koreksi :

bila syarat a pada percobaan initiak apat dipenuhi, yaitu bila jari-jari bola tidak sangat kecil dibandingkan dengan ukuran tempat medium, maka kecepatan v harus dikoreksi dengan :

vo = v (1 + k r/R) ……..(6-4) dimana :

v = kecepatan yang diukur vo = kecepatan sebenarnya (relatif) R = jari-jari tabung tempat zat cair K = satuan konstanta

Karena : v d/T, maka persamaan (6-4) dapat ditulis : 1 + k r/R = T / To ……..(6-5)

Untuk d dan kondisi lainya yagsama, mka grafik antara T terhadap r/R merupakan garis lurus. Dengan demikian To dapat dicari dari grafik tersebut.

IV. SERAHKAN SEBELUM PRAKTIKUM

1. Berilah definisi koefisien pergeseran zat cair secara umum.

2. Buktikanlah rumus (6-2) dan (6-3).

3. Apakah akibatnya bila kecepatan bola-bola sangat besar relative terhadap medium?

4. Bagaimakah dapat dicari harga To dari grafik?

5. Sebuah peluru ditambahkan ke atas, maka kecepatan peliri pada saat jatuh kembali akan sama dengan kecepatan pada saat ditambahkan. Bangaimana hal ini dalam prakteknya?

V. JALANYA PERCOBAAN

1. Ukurlah diameter tiap-tiap bola. Masing-masing pengukuran dilakukan beberapa kali (dengan mikrometer sekrup).

2. Timbanglah tiap-tiap bola dengan neraca.

3. Ukurlah diameter bagian dalam tabung gelas beberapa kali.

4. Catatlah tempertaur zat cair sebelum dan sesudah percobaan.

5. Ukurlah berat jenis-jenis zat cair sebelum dan sesudah pecobaan.

6. Tempatkan garis-garis kawat yang melingkarpada tabung kira-kira 5 cm dari permukaan zat cair dan lainya, liat pada blanko observasi (ditentukan assiten).

7. Ukurlah jarak jatuh d ( jarak kedua kawat itu).

8. Masukanlah sendok saringan sampai dasar dan tunggulah bbeberpa saat sampai zat cair diam.

9. Ukurlah waktu T untuk tiap-tiap bola beberapa kali.

10. Ubalah letak kawat-kawat, sehingga jarak jatuh d berubah. Ukurlah d dan T seperti pada no.7 dan 9.

(24)

Page | 19 11. Masukanlah tabung zat cair ke dalam air es (dingin) atau kedalam bak air hangat

(panas).

12. Ulangilah percobaan 4,5,6,7,8,9 dan 10 untuk temperatur yang tak sama dengan tempertaur semula.

VI. PERTAYAAN

1. Bagaimakah harus dipilih letak kawat-kawat yang melingkar tabung (jarak d).

Apakah akibatknya bila terlalu tinggi atau teralu rendah dan sebagainya.

2. Hitunglah Tr² untuk tiap-tiap bola dan tiap-tiap d.

3. Buatlah grafik anta Tr² dan d.

4. Hitunglah harga ɳ.

5. Buktikan bahwa Tr²mempunyai harga tetap untuk berbagai bola (pada d yang sama).

6. Jelaskan dimana letak sumber kesakahan pada percobaan ini.

7. Apakah faedah menghitung Tr² dulu.

8. Buatlah grafik antara T dan r/R.

9. Garis apakah yang didapat dalam grafik itu?

10. Kesimpulan 11. Saran.

(25)

Page | 20

Berat Jenis Gleserin = ……… gr/cm³ Berat Jenis Olie = ……… gr/cm³

HASIL PENGAMATAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I LABORATORIUM FISIKA DASAR FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

1

2

3

4

5

Suhu ^oC ^oC

Kelembaban % %

Mengukur Diameter Bola ( 5 Kali) Menimbang Bola secara Gauss

1 2 3 4 5 Kiri Kanan

Bola I Bola I

Bola II Bola II

Bola III Bola III

Satuan : cm Satuan : gr

Mengukur diametr tabung bagian dalam (5 kali) dengan jangka sorong Satuan : cm

1 2 3 4 5

Tab. Gleserin Tab. Olie

Sebelum Percobaan Sesudah Percobaan

Temperature Cairan Gliserin ^oC ^oC

Temperature Cairan Olie ^oC ^oC

Mengukur waktu jarak jatuh Bola (5 kali) dalam detik

Dalam Gleserin Jarak Jatuh d = ………….. Cm Jarak Jatuh d = ………….. Cm

1 2 3 4 5 1 2 3 4 5

Bola I Bola I

Dalam Gleserin Jarak Jatuh d = ………….. Cm Jarak Jatuh d = ………….. Cm

1 2 3 4 5 1 2 3 4 5

Bola I Bola I

Group :

PERCOBAAN B - 6

K. PEGESERAN ZAT CAIR

(26)

Page | 21

PENGOLAHAN DATA PERCOBAAN B – 6

➢ Suhu

+

ΔT = T - T₁ ΔT = T -T₂

Σ T

+

T =^{Σ T}

2 = ...°𝐶

𝛥 T = ^{Σ Δ T}

2 = ...°𝐶 ( T± ∆T ) ⁰C

➢ Tekanan Udara

+

ΔP = P - P₁ ΔP = P -P₂

Σ P

+

➢

P =^{Σ P}

2 = ...CmKa

𝛥 P = ^{Σ Δ P}

2 = ...CmKa ( P± ∆P ) CmKa

➢ Tekanan Udara

+

ΔK = K - K₁ ΔK = K -K₂

Σ P

+

➢

K =^{Σ K}

2 = ...%

𝛥K = ^{Σ Δ K}

2 = ...%

( K± ∆K ) %

(27)

Page | 22

➢ Diameter Bola - Bola I 𝑑₁

𝑑₂ 𝑑₃ 𝑑₄ 𝑑₅

Σ d

+

Δd₁ = d - d₁ Δ𝑑₂ = d - d₂ Δd₃ = d - d₃ Δd₄ = d - d₄ Δd₅ = d - d₅

Σ L

+

➢

d =^{Σ L}

𝑚 = ...

𝛥d = ^{Σ Δ L}

𝑚 = ...

( d ± ∆d ) Ket : Buat pula untuk diameter bola selanjutnya

➢ Berat Bola

𝐵_{𝑘𝑖𝑟𝑖} 𝐵_{2𝑘𝑎𝑛𝑎𝑛} Σ B

+

Δ𝐵_{𝑘𝑖𝑟𝑖} = B - B_𝑘𝑟 Δ𝐵_{2𝑘𝑎𝑛𝑎𝑛} = B - B_𝑘𝑛 Σ ∆B

+

➢

B =^{Σ B}

2 = ...CmKa

∆B = ^{Σ Δ B}

2 = ...CmKa ( B ± ∆B )

Ket : Buat pula untuk berat bola selanjutnya

➢ Diameter Tabung - Gliserin

𝑑₁ 𝑑₂ 𝑑₃ 𝑑₄ 𝑑₅

Σ d

+

Δd₁ = d - d₁ Δ𝑑₂ = d - d₂ Δd₃ = d - d₃ Δd₄ = d - d₄ Δd₅ = d - d₅

Σ L

+

➢

d =^{Σ L}

𝑚 = ...

𝛥d = ^{Σ Δ L}

𝑚 = ...

( d ± ∆d ) Ket : Buat pula untuk diameter Tabung olie

(28)

Page | 23

2

3

➢ Waktu Jatuh Bola

- Gliserin Jarak (d) = ……….cm

𝑡₁ 𝑡₂ 𝑡₃ 𝑡₄ 𝑡₅

Σ t

+

Δt₁ = t - t₁ Δ𝑡₂ = t - t₂ Δt₃ = t - t₃ Δt₄ = t - t₄ Δt₅ = t - t₅

Σ L

+

➢

t =^{Σ t}

𝑚 = ...

∆t = ^{Σ Δ t}

𝑚 = ...

( t ± ∆t )

Ket : Buat pula untuk gliserin dengan jarak-jarak lain serta untuk tiap-tiap bola.

➢ Mencari Tr² ket : Gliserin (d) : ……..cm - Bola I

Tr² = ( t ± ∆t )

[

^{𝐷 ± ∆𝐷}

2

]

Tr² = ¹^{t ±∆t}

4

(

D ± ∆D )²

Ket : D = diameter bola Dibuat untuk tiap-tiap bola

➢ Untuk mencari Koefisien Gesek 𝜌 = ^𝑚

𝑉

⁴

3π . D

4 3π . ^𝐷

2 1 6π . ^𝐷

2

Sehingga : 𝜌 = 6 ( 𝑚 ± ∆𝑚)

𝜋 ( 𝐷 ± ∆𝐷 ) dimana : m = berat bola D = diameter bola

(29)

Page | 24

➢ Jarak antara Tr dan d (jarak jatuh) Maka : Koefisien Gesek

𝜇 =

2 .𝑔 ( 𝜌 . 𝜌𝑜 ) 𝑇𝑟²

9 . 𝑑

dimana : d = Jarak jatuh bola

𝜌

=Berat jenis bola

𝜌

o = Berat jenis zat cair ∆

𝜌

o = 0,4%

➢ Grafik antara T dan r/R

Tr² - Olie

- Gliserin

Bola I

18 20 d (jarak jatuh)

➢ Grafik antara T dan r/R Dimana : T = Waktu jatuh

r = Jari-jari bola R= Jari-jari tabung 4 grafik, yaitu olie dan gliserin Ket : r/R dibuat table.

r/R atau d/D Bola I

Bola II Bola III

Olie T

Waktu jatuh

r/R Ket : Dibuat untuk tiap-tiap jarak jatuh (d)

(30)

Page | 25

PETUNJUK PERCOBAAN C - 12

LENSA

I. MAKSUD

1. Menentukan jarak fokus lensa.

2. Mengnal cacat bayangan (observasi) II. ALAT – ALAT

1. Lensa positif kuat (tanda ++) 2. Lensa positif lemah (tanda +) 3. Lensa negative (tanda -)

4. Benda (berupa anak panah pada kaca baur 5. Lampu pijar 220 V untuk menerangi bayangan 6. Layar menangkap bayangan

7. Meteran

8. Kabel-kabel penghubung dan sumber arus III. TEORI

Jarak benda terhadap lensa ditulis S dan jarak layar (=bayangan) terhadap lensa adalah S^’. Jika jarak benda terhdap bayangan tetap (=L). Kemudian letak lensa diubah-ubah di antara benda dan layar maka akan terdapat dua kedudukan lensa, yang akan memberikan bayangan tegas pada layar (yang satu diperbesar dan yang lain diperkecil).

Disini berlaku (lihat gambar 1-1) S’1 = S2 dan S’1 = S2

ƒ = ^{𝑙 2−𝑒 2}

4𝐿 ………. (1-1) dimana :

ƒ = jarak fokus lensa

L = /S’ + S/ = jarak layar ke benda

e = /S’ – S/ = jarak letak kedua kedudukan lensa yang memberikan bayangan tegas, untuk harga L tertentu.

Disini berlaku pula persamaan : ƒ = ^𝑆′

1+𝑚 ………. (1-2)

dimana : m = pembesaran lensa

kalau diantara lensa positif dan layar yang telah membentuk bayangan tegas ditempatkan lensa negative, maka jarak lensa negative ke layar akan menjadi jarak benda untuk lensa negatif. Layar setelah digeser-geser akan didapat bayangan tegas untuk lensa negatif yang tegas. Disini berlaku persamaan :

(31)

Page | 26 ƒ = ^{𝑆 𝑆′}

𝑆^′+ 𝑆 ………. (1-3)

semua rumus-rumus/persamaan lensa diatas diturunkan dengan syarat “sinar paraksial”. Sebagai akibat tidak dipenuhinya syarat ini, maka akan terjadi cacat lensa (aberasi).

IV. SERAHKAN SEBELUM PRAKTIKUM a. Buktikan rumus (1-1)

b. Dari rumus (1-1) bagaimakah L harus dipilih?

c. Adakah harga L dimana rumus (1-1) tidak berlaku?

d. Berilah penjelasan mengenai “terdapat dua kedudukan lensa yang memberi bayangan tegas”!

e. Buktikan rumus (1-2) dan rumus (1-3).

f. Bagaimakah tanda S dan tanda S’ harus diambil?

g. Terangkanlah apakah yang dimaksud dengan aborasi kromatis?

h. Apakah yang dimaksud dengan asigmatisme?

PERHATIAN

Jangan memasukan sumber tegangan tinggi (110 V) pada lampu 6 V (lampu kecil).

V. JALANYA PERCOBAAN Menentukan fokus lensa.

1. Ukurlah tinggi benda (Panjang anak panah).

2. Susunlah sistematis berrurutan sebagai berikut:

• Benda (dengan lampu dibelakangnya)

• Lensa positif lemah

• layar

3. Ambilah jarak benda ke layar lebih besar dari pada 1 meter.

4. Ukurlah dan catatlah jarak layar ke benda.

5. Geser-geserlah lensa ini dan ukurlah tinggi bayangan pada layar.

6. Catatlah kedudukan lens aini dan ukurlah tinggi bayangan pada layar.

7. Geserkan jarak lensa ini sehingga didapat bayangan jelas yang lain. (tanpa mengubah jarak benda bayangan =L)

8. Catatlah kedudukan lensa an ukur tinggi bayangan.

9. Ulangi percobaan no.3 s/d 8 beberpa kali dengan harga L yang berlainan (tanya assiten).

10. Pada salah satu kedudukan dimana pada layar terdapat bayangan tegas, ukurlah tinggi bayangan!

11. Letakanlah lensa negatif diantara layar dan lensa positif itu. (jangan mengubah letak lensa dan layar).

12. Ukurlah jarak layar ke lensa positif!

13. Ukurlah jarak layar ke lensa negatif!

14. Geserlah layar sehingga terdapat bayangan yang tegas pada layar.

15. Ukurlah jarak lensa ke layar negatif!

(32)

Page | 27 16. Ukur pula tinggi bayangan yang terjadi.

17. Ulangilah percobaan 10 s/d 16 beberapa kali.

18. Ulangi beberapa percobaan 2 s/d 9 untuk lensa positif.

19. Ulangilah percobaan 2 s/d untuk lensa gabungan (+) dan (-). Perhatikan jarak dua lensa.

VI. PERTAYAAN

Beri ketidakpastian (kesalahan) dengan teori sesataan dari hasil pengukuran dan perhitungan dibawah ini :

1. Hitunglah jarak fokus lensa positif (+) dengan persamaan (1-1).

2. Hitung pula dengan memakai persamaan (1-2).

3. Terangkanlah cara mana yang lebih baik!

4. Hitung pula dengan memakai persamaan (1-3) 5. Hitunglah pula engan rumus : 1/f = 1/F + + 1/f ++

6. Terangkan terjadinya cacat bayangan paa percobaan ini.

7. Apakah cara lain untuk mengurangi cacat bayangan?terangkan!

(33)

1

2

3

4

5

Suhu ^oC ^oC

Kelembaban % %

LENSA F

L

JARAK BENDA ke LAYAR

Cm

S

JARAK BENDA ke LENSA

Cm

S^I

JARAK BENDA ke LENSA

Cm

TB

TINGGI BENDA

Cm

TBY

TINGGI BAYANGAN

Cm

Keterangan

+

I Diperbesar

Diperkecil

II Diperbesar

Diperkecil

III Diperbesar

Diperkecil

+ +

I Diperbesar

Diperkecil

II Diperbesar

Diperkecil

III Diperbesar

Diperkecil

+ + +

I Diperbesar

Diperkecil

II Diperbesar

Diperkecil

III Diperbesar

Diperkecil

(-)

I Diperbesar

Diperkecil

II Diperbesar

Diperkecil

III Diperbesar

Diperkecil Group :

PERCOBAAN C - 12 LENSA

(34)

Page | 29

PENGOLAHAN DATA PERCOBAAN C – 12

➢ Suhu

+

ΔT = T - T₁ ΔT = T -T₂

Σ T

+

T =^{Σ T}

2 = ...°𝐶

𝛥 T = ^{Σ Δ T}

2 = ...°𝐶 ( T± ∆T ) ⁰C

➢ Tekanan Udara

+

ΔP = P - P₁ ΔP = P -P₂

Σ P

+

➢

P =^{Σ P}

2 = ...CmKa

𝛥 P = ^{Σ Δ P}

2 = ...CmKa ( P± ∆P ) CmKa

➢ Tekanan Udara

+

ΔK = K - K₁ ΔK = K -K₂

Σ P

+

➢

K =^{Σ K}

2 = ...%

𝛥K = ^{Σ Δ K}

2 = ...%

( K± ∆K ) %

(35)

Page | 30 1. Untuk menjawab pertayaan no 1 lihat pada lebar observasi/pengamatan

1.1 F1 = ^𝐿

2−𝑒²

4𝐿

=

…..

Untuk mencari kesalahan relative ( F1± ∆ F1) = ^{( 𝐿 − ∆𝐿 )}

2 − ( 𝑒 − ∆𝑒 )² 4 ( 𝐿 − ∆𝐿 )

F = ^𝑑𝐹

𝑑𝐿

L + ^𝑑𝐹

𝑑𝐿

.

e

𝑑𝐹

𝑑𝐿

=

2𝐿.4𝐿− 4.(𝐿²−𝑒²) ( 4 𝐿)²

𝑑𝐹 𝑑𝐿

=

^8.𝐿

2−4.𝐿²+ 4.𝑒² 16.𝐿²

∆ F1= ^𝑑𝐹

𝑑𝐿

=

…………

Hal ini juga berlaku untuk perhitungan F2 dan F3

2. Untuk menjawab pertayaan no 2 dengan rumus : F1 = ^𝑠′

1+𝑚

dimana : S^l = adalah jarak layar terhadap lensa

m = adalah pembesaran lensa 𝑇𝑖𝑛𝑔𝑔𝑖 𝑏𝑎𝑦𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑇𝑖𝑛𝑔𝑔𝑖 𝑏𝑒𝑛𝑑𝑎

hal ini berlaku pula untuk perhitungan F2 dan F3

3. Untuk menjawab pertanyaan no.3 :

Dengan mengamati rumus dan perhitungannya untuk pertanyaan-pertayaan no 1 dan no 2, cara mana yang lebih baik/lebih simpel?

*lihat pada lembar observasi untuk menjawab soal no 4

4. Hasil pengukuran jarak fokus lensa (f++) untuk bayang sebagai berikut : f1 = ^{𝑆 . 𝑆}

′

𝑆^′ + 𝑆

=

……..

maka jarak fokus lensa = f1 ± ∆ f1 = …. ± 0,05 hal ini berlaku pula untuk perhitungan f2 dan f3

(36)

Page | 31 5. F1= ¹

𝐹1

=

¹

𝐹1 (+)

+

¹

𝑓1 (++)

=

…….

maka jarak fokus lensa = f1 ± ∆ f1 = …. ± 0,05 hal ini berlaku pula untuk perhitungan F2 dan F3

6. Terjadinya cacad bayangan pada percobaan C12 adalah …………

(minimal jawaban 4 kalimat/4 alasan)

7. Cara lain untuk mengurangi cacat bayangan ………