UNIVERSITAS AHMAD DAHLAN
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
PROPOSAL
EKSPERIMEN FISIKA
Dengan ini saya mengajukan proposal eksperimen fisika untuk memenuhi salah satu tugas dalam matakuliah Eksperimen Fisika I berjudul:
PERBANDINGAN NILAI EKSPERIMENTAL COMPOUND PENDULUM DENGAN TEORI SEDERHANA
Yogyakarta, 10 Desember 2006 Mahasiswa
Ishafit
Disetujui, 17 Desember 2006
PROPOSAL EKSPERIMEN FISIKA
Judul
PERBANDINGAN NILAI EKSPERIMENTAL COMPOUND PENDULUM DENGAN TEORI SEDERHANA
Oleh Ishafit NIM: 85070002
Program Studi Pendidikan Fisika Universitas Ahmad Dahlan
1. PENDAHULUAN
Compound Pendulum adalah ayunan benda tegar dalam bidang vertikal terhadap sumbu horisontal yang menembus benda tersebut. Pendulum memiliki banyak aplikasi praktis, yang meliputi penentuan waktu dan pengukuran kekuatan medan gravitasi. Pendulum sederhana telah dibahas dibanyak buku fisika dasar tetapi dengan idealisasi, yaitu tidak melibatkan massa dari lengan pendulum. Newman dan Searle (1921, 22-23) telah mengembangan model teoritis sederhana dari compound pendulum berdasarkan Hukum Newton. Untuk mengetahui apakah model teoritis sederhana memiliki akurasi analisis terhadap pendulum nyata, maka penelitian eksperimental tentang compound pendulum ini akan dilakukan dengan permasalahan difokuskan pada ketergantungan T tehadap l, yang dalam hal ini T adalah periode osilasi kecil dari pendulum ketika jarak antara pusat gravitasi pendulum dengan sumbu rotasi adalah l.
2. TEORI
Menurut Newman dan Searle (1951, 22-23) periode (T ) dari compound pendulum adalah:
dengan ρ adalah kerapatan massa pendulum pada jarak r dari pusat gravitasi.
Persamaan 1 digunakan jika redaman dapat diabaikan dan α (amplitudo anguler) dari osilasi sangat kecil. Ketika nilai α tertentu, periode dinyatakan dengan:
4
Apabila redaman kecil, R2/4<<lg/(k2+l2), maka dengan menggunakan persamaan 4 dan 1 dideperoleh hubungan:
3. PROSEDUR EKSPERIMEN
Compound pendulum yang akan digunakan dalam eksperimen tediri dari batang besi persegi panjang berukuran panjang 100 cm x lebar 3,80 cm x tebal 0,95 cm, dengan setiap lubang berdiameter 0,47 cm yang berjarak 5 cm antar lubang dari pusat lubang (seperti ditunjukkan gambar). Sumbu lubang tegak lurus pada permukaan batang, dan salah satu sumbu lubang (A) melalui pusat gavitasi batang. Batang diayun dengan meletakkan as pada salah satu lubang yang dilengkapi dengan bola laker sehingga batang berosilasi dalam dalam bidang vertikel dengan gesekan pada laker menimum.
Gambar: Compound Pendulum
Periode osilasi ditentukan melalui pengukuran waktu 20 ayunan dengan menggunakan stop watch. Untuk mendapatkan informasi tentang ralat, pengukuran berulang perlu dilakukan dan periode (T) ditentukan dari nilai rata-rata. Amplitudo sudut osilasi diambil lebih kecil dari 100 untuk memastikan bahwa periode osilasi tidak melebihi 0,2 % dari periode osilasi sangat kecil (perhatikan persamaan 3). Jarak l antara sumbu lubang A dan B diukur dengan mistar meter, yang memungkinkan pengukuran l dengan akurasi tidak lebih dari 1%.
REFERENSI
Newman, F.H. dan V.H.L. Searle, 1951, The General Properties of Matter, Edward Arnold: London.
Stephens, R.W.B. dan A.E. Bate, 1950, Wave Motion and Sound, Edward Arnold: London.
B
A
l
b
Keterangan: 1. Tujuan
Berisi pernyataan singkat tentang apa yang diinginkan atau apa yang akan dikerjakan dalam eksperimen (kata kunci: Apa (what) yang akan anda kerjakan).
2. Landasan Teori
Berisi uraian konsep-konsep teoretik yang melandasi eksperimen yang akan dilakukan. Hal ini memerlukan kajian terhadap textbook, buku panduan laboratorium, jurnal ilmiah.
3. Peralatan
Berisi uraian/spesifikasi peralatan yang akan digunakan, diagram rangkaian yang akan dipakai dalam eksperimen.
4. Prosedur Eksperimen
Berisi urutan langkah-langkah (prosedur) yang akan dilalui dalam eksperimen. Bagian ini menguraikan bagaimana proses pengumpulan data eksperimen. Pelaku eksperimen harus benar-benar menguasi prosedur ini dan melatih kemampuan teknis yang diperlukan dalam eksperimen (kata kunci: Bagaimana (how) anda mengerjakan).
5. Metode Analsisis
Project Proposal
Newton's Law of Cooling
By Ishafit 600.479/KTM/1986 Physics Education Department
Ahmad Dahlan University
Objectives
This experiment will study Newton's law of cooling and to determine
σ
for
three calorimeter cans filled with hot water.
Theory
If an object with temperature TB is submerged in an environment with a large
heat capacity and temperature TE, then Newton’s law of cooling states that the
temperature of the object as a function of time is given by
T
B=
T
E+ (
T
B-
T
E)
0e
-σtHere
σ
is the rate constant. The difference between the body temperature and
the environmental temperature approaches zero exponentially as e
-σtIf there are three cans that the surface of one can is unpainted, the surface of
the second can is painted black, and the surface of the third can is painted
white. The cans are exposed to air in the laboratory environment. The cans
will transfer heat to the environment via conduction, convection and
radiation. The surfaces of the three cans have different emissivities, so we
may expect different
σ
's for the three cans.
According the Newton's law of cooling states that Newton's law of cooling
states that
This equation is of the form
y
=
ax
+
b
, with
y
=ln(
T
B-
T
E),
x
=
t
,
a
=-
σ
and
b
=ln(
T
B-T
E)
0. The slope a=-
σ
of a straight line fit of ln(
T
B-
T
E) versus
t
is determined
and thus to determine the rate constant
Procedure:
1.
We will determines for each can and compare the measured rate
constants for the different cans. To determine
σ
, we will record each
can's temperature as a function of time for approximately 1 hour
2.
With the temperature sensor in air, the temperature of the environment
is determine, i.e. the room temperature T
E.
3.
To open a Microsoft Excel spreadsheet.
5.
To monitor the calorimeter cans filled with with hot water for
approximately 1 hour. The thermometer inserted into the water reads
the temperature of the water. For each can record the temperature as a
function of time in your spreadsheet. (Click on each of the thumbnails
above to view an enlarged picture.)
Clock Can
1(unpainted)
Can 2 (black)
Can 3
(white) Elapsed Can 1 Can 2 Can 3
TE (0C) Time Temp (0C) Temp (0C) Temp (0C) Time (s) ln(TB-TE) ln(TB-TE) ln(TB-TE)
Data Analysis:
1.
Each measurement. find the elapsed time since the start of the
experiment and record it in spreadsheet
2.
In spreadsheet, T
Eis subtracted from the measured temperature T
Bof
each can and to find the natural logarithm of this difference. The
regression function is used to find the slope of a straight line fit of
ln(
T
B-
T
E) versus time t. The rate of constant
σ
equal to the magnitude
of the slope.
References
Stanford, A. L. and Tanner, J. M., 1984,
Physics for Students of Science and
Engineering
, Academic Press, Inc., Orlando.
Bevington, P. R., 1969,
Data Reduction and Error Analysis fo The Physical
Penulisan Abstark:
Contoh (1)
GERAK HARMONIC SEDERHANA
Konstanta gaya k dari sebuah pegas yang digunakan dalam demonsytasi gerak hamonik sederhana telah diukur dengan dua metode. Pertama, metode static, mengukur pertambahan panjang pegas sebagai fungsi gaya yang diberikan; kedua, metode dynamic, mengukur periode gerak sebagai fungsi massa yang digantung pada pegas. Metode pertama menghasilkan k=(2,14±0,06)×103 dyne/cm dan kedua k=(2,16±0,04)×103 dyne/cm.
Contoh (2)
HUKUN KEDUA NEWTON
PROPOSAL EKSPERIMEN FISIKA
3. Nama Mahasiswa : ……….. 4. NIM : ………..
5. Judul Eksperimen :
………..
………..
6. Tujuan
Berisi pernyataan singkat tentang apa yang diinginkan atau apa yang akan dikerjakan dalam eksperimen (kata kunci: Apa (what) yang akan anda kerjakan).
7. Landasan Teori
Berisi uraian konsep-konsep teoretik yang melandasi eksperimen yang akan dilakukan. Hal ini memerlukan kajian terhadap textbook, buku panduan laboratorium, jurnal ilmiah.
8. Peralatan
Berisi uraian/spesifikasi peralatan yang akan digunakan, diagram rangkaian yang akan dipakai dalam eksperimen.
9. Prosedur Eksperimen
Berisi urutan langkah-langkah (prosedur) yang akan dilalui dalam eksperimen. Bagian ini menguraikan bagaimana proses pengumpulan data eksperimen. Pelaku eksperimen harus benar-benar menguasi prosedur ini dan melatih kemampuan teknis yang diperlukan dalam eksperimen (kata kunci: Bagaimana (how) anda mengerjakan).
10.Metode Analsisis
Bagian ini berisi uaraian tentang bagaimana data yang telah diperoleh akan diproses sejalan dengan tujuan yang akan dicapai dalam eksperimen. Rumus-rumus yang diperlukan dan belum tercakup dalam landasan teori dapat dituliskan di sini. Metode analisis dapat berupa metode grafik dan atau statistik
11.Daftar Pustaka
……… ……… ………
Yogyakarta, _____________ Mahasiswa yang bersangkutan
