MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR

MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR

LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU TEKNIK DASAR

Disusun Oleh :

Tim Laboratorium Dan Pusat Pengembangan Ilmu Teknik Dasar

LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU TEKNIK DASAR FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2017

2

DAFTAR ISI

PANDUAN DAN TATA TERTIB PRAKTIKUM FISIKA DASAR ... 3

SUSUNAN LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR ... 5

BAHAN EVALUASI ... 6

ANALISA RALAT PENGUKURAN ... 7

PERCOBAAN KE – 1 PENGUKURAN ... 16

PERCOBAAN KE – 2 BIDANG MIRING ... 23

PERCOBAAN KE – 3 PANAS JENIS ZAT PADAT ... 30

PERCOBAAN KE – 4 KESETARAAN KALOR MEKANIS ... 37

PERCOBAAN KE – 5 PANAS LEBUR DAN PANAS PENGUAPAN ... 44

PERCOBAAN KE – 6 PELENGKUNGAN BATANG... 53

PERCOBAAN KE – 7 HANTARAN LISTRIK DALAM KAWAT (LAMPU PIJAR) .. 59

PERCOBAAN KE – 8 BANDUL MATEMATIS ... ..67

3 PANDUAN DAN TATA TERTIB PRAKTIKUM FISIKA DASAR

1. Kelompok terdiri dari (3 – 5) mahasiswa yang solid, serta mampu bekerjasama. Beri nama kelompok, sebagai identitas agar mudah dalam pengenalan (hindarkan penamaan kelompok dengan hanya menggunakan angka). Nama kelompok harus simple, bermakna dan mudah diingat.

Catatan: Sangat penting bagi masing-masing individu dalam kelompok mengetahui tanggung jawab masing-masing, aturan dalam kelompok, pembagian tugas serta koordinasi yang baik, sehingga kelompok memiliki kemampuan atau performansi yang bagus.

Dokumentasikan setiap proses perancangan, sehingga terlihat kuatnya teamwork dan kemampuan berkomunikasi yang bagus dalam kelompok. Cari angle yang bagus, sehingga terlihat kekompakan dalam kelompok dan progress perancangan yang sudah dicapai.

2. Susunlah aktivitas kelompok untuk menyelesaikan portofolio dan laporan praktikum, sehingga dapat diketahui tanggung jawab dari masing-masing personal dalam kelompok.

3. Sebelum pelaksanaan praktikum, seluruh praktikan harus mengikuti sosialisasi materi secara keseluruhan. Alokasi waktu satu jam.

4. Sebelum memulai praktikum, masing-masing kelompok diminta mengumpulkan tugas pendahuluan project (tugas pendahuluan terlampir).

5. Kumpulkan portofolio dan laporan praktikum kepada asisten.

6. Implementasikan setiap praktikum kedalam riset nyata dan analisakan hasil riset (usulan).

7. Praktikan datang 15 menit sebelum praktikum dimulai, bagi yang terlambat lebih dari 15 menit tidak boleh mengikuti praktikum pada hari itu.

8. Buku, map, tas yang dibawa praktikan diletakkan ditempat yang telah disediakan, kecuali buku petunjuk praktikum.

9. Praktikan harus memakai pakaian yang sopan dan rapi, tidak boleh menggunakan sandal jepit dan kaos oblong.

4 10. Selama praktikum harus dijaga ketenangan, ketertiban, kebersihan, kesopanan, dan

ketekunan kerja.

11. Praktikan harus bertanggung jawab terhadap alat yang digunakan dan waktu pengembalian alat harus dalam keadaan baik/tidak rusak, lengkap dan bersih.

12. Apabila ada kerusakan alat karena kelalaian praktikan, maka praktikan harus mengganti dengan alat yang sama.

13. Setelah selesai melakukan praktikum, peralatan agar dirapikan seperti semula.

14. Hasil praktikum/laporan sementara harus disahkan oleh dosen/asisten pembimbing, dan dikumpulkan sebelum mengikuti praktikum selanjutnya.

15. Praktikan yang tidak dapat mengikuti praktikum pada hari yang telah ditentukan dapat mengajukan inhall (Praktikum Pengganti) setelah praktikum selesai, maksimal 1 kali inhall (ditentukan pengelola laboratorium).

16. Laporan keseluruhan harus ASLI ditulis tangan, dijilid menggunakan warna sampul yang telah ditentukan.

17. Pelanggaran ketentuan diatas akan dikenakan sanksi akademis.

18. Hal – hal yang belum disebutkan diatas diatur tersendiri.

5 SUSUNAN LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR

HALAMAN JUDUL LEMBAR PENGESAHAN KATA PENGANTAR DAFTAR ISI

DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL

PERCOBAAN I...

1.1 TUJUAN

1.2 LANDASAN TEORI

(Tidak boleh dari modul, min.3 halaman) 1.3 HIPOTESIS

(Kesimpulan sementara berdasarkan kondisi riil tabel dari data hasil percobaan)

Tabel data hasil percobaan 1.4 ANALISA PERHITUNGAN

Tabel analisa perhitungan

1.5 ANALISA HASIL DAN PEMBAHASAN

(Harus tersusun dari poin Tujuan, Landasan Teori, Analisa Perhitungan) 1.6 KESIMPULAN DAN SARAN

Dan seterusnya...

PENUTUP

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

LOG BOOK

LEMBAR ASISTENSI

DOKUMENTASI TEAMWORK

6 BAHAN EVALUASI

Sebagai acuan atau dasar evaluasi dan penilaian pada Praktikum Fisika Dasar adalah sebagai berikut.

 Tugas Pendahuluan 5 %

 Pre Test 5 %

 Keaktifan saat Praktikum 15 %

 Praktikum 40 %

Dinilai berdasarkan individu masing – masing kelompok, meliputi Laporan, Asistensi, dan ACC Paham.

 Post Test 35 %

7 ANALISA RALAT PENGUKURAN

1.1. Pendahuluan

Fisika merupakan salah satu cabang IPA yang khusus menggambarkan gejala-gejala alam dan sekaligus menjelaskan secara kuantitatif, artinya bahwa apapun yang dinyatakan dengan hukum fisika harus dapat dinyatakan dalam angka-angka lewat pengamatan dan pengukuran.

Pengukuran merupakan praktek membaca skala pada alat ukur sehingga hasil ukur sangat dipengaruhi oleh alat ukurnya, obyek yang diukur, bahkan lingkungan (temperatur ruang, kelembaban udara) yang secara tidak langsung berpengaruh baik kepada obyek maupun alat ukurnya. Hal ini akan memberikan konsekuensi bahwa hasil pengukuran bukan merupakan angka yang absolut tetapi sangat relatif yang berarti tidak pernah dapat dicapai suatu hasil ukur yang tepat betul tetapi yang ada hanyalah suatu nilai yang mempunyai toleransi (kisaran nilai). Sebagai contoh, kekuatan tarik baja pada temperatur 0˚C berbeda dengan pada temperatur 25˚C, 75˚C dan seterusnya.

Besarnya Angka Kisaran dari hasil pengukuran ini sering disebut sebagai angka ralat dari pengukuran atau juga disebut sebagai angka ketidakpastian hasil ukur.

Misal : Hasil pengukuran panjang pensil dengan penggaris ditulis (21,51±0,02) cm (lihat gambar 1.1)

Angka 21,51 disebut sebagai angka terboleh atau angka rata-rata atau angka tebaik dari hasil ukur.

Angka 0,02 disebut sebagai angka toleransi pengukuran atau ralat atau ketidakpastian hasil ukurnya.

Dalam memperoleh angka-angka tesebut diperlukan suatu pengetahuan tentang teori ralat.

Gambar 1.1. Pengukuran Panjang Pensil

8 1.2. Macam-Macam Ralat dan Sumbernya

Secara garis besar macam ralat yang ada dalam pengamatan dikelompokkan menjadi 2 macam, yaitu : ralat sistematis (systematic error) dan ralat rambang (random error).

Definisi ralat sistematis : yaitu ralat pengukuran yang akan memberikan efek tetap terhadap hasil ukur dan dengan analisa lebih lanjut efek ini tidak akan mempengaruhi hasil yang diharapkan. Sumbernya antara lain,

a) Sumber dari alat

Sebuah thermometer yang terkalibrasi sejak awal pada tekanan atmosfir menunjukkan 102 ⁰C pada air mendidih, dan 2 ⁰C pada es membeku. Apabila thermometer ini digunakan untuk mengukur maka menunjukkan hasil yang selalu lebih tinggi 2 ⁰C.

b) Sumber dari pengamatan

Misal, cara membaca skala tidak posisi tegak lurus tetapi miring kekanan atau kekiri yang akhirnya aka nada suatu kesalahan pembacaan yang sering dinamakan paralaks.

c) Sumber dari lingkungan,

Pengaruh ralat sistematis ini dapat dieliminasi apabila sudah dapat diketahui penyebab atau sumbernya.

Definisi ralat rambang : ralat yang bersifat fluktuatif saat dimana gejala pengamatan kadang menunjukkan nilai terlalu besar atau terlalu kecil.

Sumber dari ralat ini tidak selalu dapat diidentifikasi. Sumber yang memungkinkan sering berasal dari:

a) Pengamat : misalnya ketidakcermatan dalam menaksir suatu penunjukkan skala.

b) Lingkungan : misalnya terjadi fluktuasi sumber tegangan dari PLN, adanya getaran mekanik, perubahan temperature ruang, dan sebagainya.

Untuk meminimalisasi ralat rambang harus dilakukan pengukuran berulang, semakin banyak pengulangan akan semakin memperkecil ralat ini.

Misal :

Pengukuran panjang atau lebar dan tinggi suatu benda berbentuk balok (lihat gambar 1.2).

Gambar 1.2 Contoh Pengukuran Panjang, Lebar, Tinggi Pada Balok

9 Dalam hal ini dapat dilakukan pengukuran (l), (p) dan (t) secara berulang-

ulang dengan mengambil posisi pengukuran (area yang diukur) berbeda-beda asal masih mewakili besaran yang diinginkan.

Contoh lain :

Misal pengukuran besaran yang berdasarkan pengamatan cukup fluktuatif yaitu pengamatan tegangan atau arus listrik yang sistemnya tidak stabil, maka data dapat diamati secara berulang.

Cara menentukan model data tersebut adalah sbb:

Tabel 1.1 Cara Menentukan Model Data Pengukuran ke Data pengamatan 1

2 3 4 5

47,51 47,49 47,48 47,50 47,47

Dengan menggunakan rumus ralat sbb :

Δ

x =

=

Δx = ralat pengamatan

= nilai rata-rata = data ke-i

n = Jumlah data pengulangan

1.3. Cara Menentukan Nilai Ralat

Nilai ralat ini ditentukan oleh banyak faktor (seperti sudah disampaikan sebelumnya), dan untuk memahami faktor-faktor tersebut diperlukan pengetahuan yang cukup mengenai metode analisa data disamping diperlukan banyak pengalaman eksperimen maupun penelitian yang dilakukan sehingga tercapai “common sense” yang benar pada diri seorang pengamat/pengolah data.

Catatan : Pengukuran dilakukan secara berulang hanya apabila penunjukkan nilai ukur terjadi fluktuasi, tetapi bila ternyata penunjukkan konstan (konsisten) maka tidak perlu dilakukan pengukuran berulang!

10 Untuk itu diberikan suatu pedoman yang praktis bagi praktikan

(pengolah data pemula) dengan pendekatan yang sederhana sehingga dapat menghitung ralat dengan cara yang benar sesuai dengan model datanya.

1. Data tunggal

Yaitu data yang diperoleh cukup sekali pengamatan.

Missal : pengamatan suhu pada proses pendinginan, pengamatan panjang kawat/tali yang tipis, pengamatan arus atau tegangan listrik yang cukup stabil, dsb.

Cara menetukan ralat dilakukan dengan penaksiran yang dilandasi oleh keadaan skala alat tsb.

2. Data berulang

Yaitu data yang diamati secara berulang (lebih dari satu kali), hal ini secara eksperimen dapat dilakukan dan cukup layak /konsisten datanya.

Misal :

Hasil perhitungan kalkulator :

^{= 47,49}

Δx = 0,0158113

Penyajian hasil tersebut dituliskan sebagai :

x = (47,49 ± 0,02) (diskusikan angka ini dengan asisten.) 3. Ralat perambatan

Merupakan ralat perhitungan dari suatu besaran yang besaran tersebut tidak dapat teramati secara langsung tetapi lewat besaran lain yang terukur langsung.

Misal :

Mengukur volume benda berbentuk balok dengan alat ukur panjang (penggaris). Besarnya panjang (p), lebar (l), dan tinggi (t) merupakan besaran yang terukur langsung, sedangkan besaran volume (V) balok dihitung lewat rumus

= . .

Gambar 1.3 Ralat Volume (V) Dihitung dengan Rumus Perambatan Ralat Rumus yang di gunakan: Δv =

Misal hasil data diperoleh : p = (5,12 ± 0,02) cm l = (3,22 ± 0,01) cm t = (2,57 ± 0,01) cm

11 Diperoleh hasil perhitungan :

= (5,12) (3,22) (2,57) = 42,37 cm³ = . = (3,22) (2,57) = 8,2754 = . = (5,12) (2,57) = 13,1564 = . = (5,12) (3,22) = 16,4864 ΔV =

ΔV = 0,5643 cm³

Penyajian hasil perhitungan Volume balok adalah V = (42,4 ± 0,6) cm³

Contoh lain

Misal akan dihitung jarak fokus suatu lensa dengan diberikan data hasil pengamatan jarak bayangan (b’ = 25,5 ± 0,2) cm dan jarak benda (b’ = 20,1 ± 0,2) cm

Gambar 1.4 Percobaan Jarak Titik Api Cermin Speris dan Lensa Speris Perhitungan fokus lensa (f) lensa melalui rumus

= + Atau f = = 11,24 cm

Diperoleh ralat fokus melalui rumus perambatan ralat sebagai

σf = = 0,03 cm

dengan

= = 0,3128 = = 0,1943

Hasil Perhitungan ditulis : f = (11,24 ± 0,03) cm

12 1.4. Grafik

Grafik merupakan suatu bentuk visual dari suatu tampilan data yang dapat memberikan gambaran tentang kelakuan/fungsi data terhadap besaran-besaran (variable-variabel) lain yang mempengaruhinya.

Kegunaan grafik antara lain,

1. Secara visual, grafik merupakan gambaran data hasil pengamatan yang banyak mengandung informasi bagi pengamat.

Misal :

Seorang pengamat ingin menyelidiki keberlakuan hukum hooke yang menyatakan bahwa perubahan panjang suatu benda yang bersifat elastic berbanding lurus terhadap gaya yang dikerjakan kepada benda tersebut.

Δl = F dimana Δl : perubahan panjang F : gaya

Dalam melakukan pengamatan digunakan benda pegas yang tergantung dan diberi beban massa (M). Hasil pengamatan digambarkan oleh grafik Δl (cm) sebagai fungsi perubahan massa beban M (gram) sebagai berikut:

Gambar 1.5 gambar analogi hukum Hooke

Sekilas pandang pengamat langsung dapat mengambil kesimpulan bahwa keberlakuan hukum Hooke untuk pegas yang diamati hanya berlaku pada daerah dimana massa dibawah 30 gram (M < 30 gram), diatas massa tersebut sudah memberikan gambaran yang tidak linier lagi yang berarti, hubungan antara Δl dan F untuk M > 30 gram sudah tidak berbanding lurus (lihat gambar1.5).

13 2. Grafik berguna untuk membandingkan antara hasil eksperimen dengan

landasan teorinya.

Misal :

Pengamatan pola difraksi pada celah tunggal (seperti gambar 1.6).

Gambar 1.6 kurva yang berupa garis melengkung

Gambar 1.6 merupakan hasil hitungan dari intensitas pola difraksi celah tunggal, sedangkan titik-titik hitam merupakan hasil pengamatan yang tertampil pada grafik intensitas sebagai fungsi jarak. Terlihat langsung bahwa terdapat daerah yang sesuai atau tidak sesuai antara eksperimen dengan pendekatan teoritisnya.

3. Grafik dapat digunakan untuk kalibrasi (peneraan) yang secara empiris memberikan hubungan antara dua besaran yang saling mempengaruhi.

Misal :

Suatu elemen listrik LDR (Light Dependent Resistor), besarnya tahanan listrik (R) tergantung dari intensitas cahaya (I) yang jatuh pada permukaan LDR tersebut. Secara teori hubungan natara I dan R pada LDR tersebut belum dipikirkan, namun dapat dilakukan pengamatan dengan baik (seperti gambar 1.7).

Gambar 1.7 nilai lux cahaya ketika R = 400 kΩ adalah ≈ 180 lux.

14 4. Grafik dapat menentukan konstanta yang menghubungkan antara besaran

yang satu dengan yang lainnya.

Misal :

Kemiringan (gradien) grafik pada gambar 1 menunjukkan nilai konstanta yang menghubungkan antara perubahan panjang pegas dan pertambahan bebannya. Dalam hal ini Gradien = K = 0,22 cm/gram yang merupakan nilai tetapan elastisitas pegas tersebut (berarti pegas akan bertambah panjang 0,22 cm untuk setiap pemberian beban 1 gram).

1.5 Langkah-langkah membuat grafik

1. Pasang sumbu-sumbu horisontal (Sumbu-x) sebagai data-data variabel (sebab) dan sumbu vertikal (sumbu-y) sebagai data hasil pengamatan (akibat). (hal ini tidak boleh terbalik!)

2. Buatlah angka skala pada kedua sumbu tersebut yang sesuai (berkisar pada daerah hasil pengamatan) sehingga memudahkan untuk melukis titik pengamatan. Pilih angka skala yang mudah missal 1 cm pada kertas grafik mewakili 1 unit (atau 10, 100, 0.1 dan sebagainya).

3. Aturlah pembagian skala dengan baik sehingga titik pengamatan berjarak cukup (tidak saling berdempetan) antara satu dengan lainnya (lihat gambar 1.8)

Gambar 1.8 koordinat titik pada grafik

4. Aturlah pembagian skala pada sumbu horisontal dan sumbu vertikal sedemikian sehingga kemiringan grafik (khusus grafik linier) berada antara sudut 30° dan 60° (lihat gambar 1.9)

Gambar 1.9 Sudut kemiringan grafik

15 5. Tarik garis grafik secara halus dan merata yang menelusuri daerah titik-titik

pengamatan, jangan melukis garis patah-patah yang menghubungkan tiap dua titik pengamatan yang berurutan (lihat gambar 1.10).

Gambar 1.10 Penarikan garis pada grafik

6. Apabila grafik yang diharapkan merupakan garis lurus (linier) yang mempunyai persamaan y = Mx, jangan dipaksa melalui titik (0,0), tetapi hendaknya ditarik garis lurus yang paling cocok melalui daerah titik-titik hasil pengamatan. (hal ini, agar terdeteksi apabila ternyata terdapat ralat sistematis dalam pengamatan) (lihat gambar 1.11).

Gambar 1.11 Grafik hubungan antara Volt (V) dan kuat arus (mA) 7. Penggambaran grafik pengamatan yang baik dilakukan langsung pada saat

eksperimen masih berlangsung (ketika set-up eksperimen masih belum diubah /dibongkar). Hal ini akan sangat membantu pengamat apabila terjadi penyimpangan data yang cukup menyolok, sehingga ada suatu langkah pengulangan pengamatan.

8. Langkah penyempurnaan data perlu dilakukan apabila masih memungkinkan, yaitu dilakukan di daerah yang sangat menentukan crucial regions). Missal seperti gambar 1.11, tindakan penyempurnaan masih perlu didaerah kosong (l < 15 mA).

16

PERCOBAAN KE - 1 PENGUKURAN

1.1 TUJUAN

Praktikum ini bertujuan agar setiap praktikan mampu:

1. Melakukan pengukuran dengan menggunakan alat ukur seperti: Mistar, Jangka Sorong, Mikrometer sekrup, gelas ukur dan Neraca /Timbangan, High Gauge.

2. Menentukan besaran turunan berdasarkan besaran dasar seperti: panjang, luas, volume, dan massa jenis benda untuk benda beraturan dan yang tidak beraturan.

Dalam melakukan pengolahan, analisis data dan memberikan kesimpulan hasil praktikum PENGUKURAN harus melakukan dan melaksanakan konsultasi dengan asisten pengampu terlebih dulu selambat – lambatnya 1 minggu setelah praktikum.

1.2 ALAT DAN BAHAN

Dalam melakukan percobaan pengukuran, alat dan bahan yang dipergunakan antara lain:

1. Alat pengukuran (neraca, mistar, jangka sorong, mikrometer, high gauge, gelas ukur)

2. Zat cair (Air) 3. Benda tak beraturan 4. Benda berbentuk balok 5. Benda berongga 6. Bola

1.3 PROSEDUR PELAKSANAAN LANGKAH 1 : SETTING

 Semua anggota menyiapkan alat & bahan sesuai dengan gambar yang ada di modul.

 Pastikan peralatan layak untuk digunakan

17

 Semua anggota siap mengikuti praktikum dengan membawa peralatan alat tulis.

LANGKAH 2 : PERCOBAAN SEMUA ANGGOTA :

1. Salah satu anggota menggambar benda sembarang

2. Mengukur tebal I dan tebal II dari benda sembarang menggunakan mikrometer sekrup.

3. Mengukur diameter I, II, III, IV benda sembarang menggunakan jangka sorong.

4. Menimbang benda sembarang menggunakan neraca O’hauss.

PRAKTIKAN A : (Anggota 1)

1. Menimbang balok menggunakan nerca o’hauss 2. Mengukur tinggi balok menggunakan high gauge

3. Mengukur panjang dan lebar balok menggunakan jangka sorong PRAKTIKAN B : (Anggota 2)

1. Mengukur diameter bola menggunakan jangka sorong

2. Menimbang bola dengan cara massa gelas ukur berisi bola dikurangi dengan massa gelas ukur kosong

PRAKTIKAN C : (Anggota 3) 1. Menggambar benda berongga

2. Mengukur diameter benda berongga menggunakan jangka sorong 3. Mengukur panjang, lebar, tinggi benda berongga menggunakan jangka

sorong

4. Menimbang benda berongga menggunakan neraca o’hauss PRAKTIKAN D : (Anggota 4)

1. Menimbang gelas ukur kosong menggunakan neraca o’hauss 2. Mengisi gelas ukur dengan air

3. Mengukur volume air

4. Menimbang gelas ukur yang telah berisi air kemudian mencari massa air dengan cara mengurangi massa gelas berisi air dengan gelas ukur yang kosong

SEMUA ANGGOTA :

Semua anggota mengecek semua kelengkapan data percobaan pengukuran.

18 1.4 PANDUAN PENGISIAN PORTOFOLIO

Setelah selesai melaksanakan praktikum modul pengukuran, praktikan diharapkan memahami inti dari praktikum modul ini. Kemudian praktikan wajib menyelesaikan hasil praktikum modul 1 dalam bentuk portofolio maksimal (1 minggu) setelah praktikum.

Adapun isi dari portofolio ini antara lain:

1. Tabel data hasil percobaan yang sudah diberikan asisten/yang terlampir pada modul.

2. Penulisan tujuan, sesuai dengan modul praktikum yang diberikan asisten 3. Penulisan analisis perhitungan dari hasil percobaan

4. Lengkapi dengan gambar atau grafik jika diperlukan

5. Buat tabel hasil percobaan yang datanya berasal dari analisa perhitungan 6. Dokumentasi kegiatan teamwork.

1.5 LANDASAN TEORI

Suatu besaran turunan ditentukan dengan mengukur besaran dasar terlebih dahulu, sehingga untuk menentukan besaran turunan seperti : luas, volume, dan massa jenis diperlukan besaran dasar berupa panjang, lebar, maupun diameter. Dalam pengukuran sebuah benda dengan bentuk yang sembarang dengan memiliki volume (v) dan massa (m) maka benda tersebut dapat diketahui massa jenisnya dengan rumus sebagai berikut:

Keterangan:

  = massa jenis (kg/m³)

 m = massa benda (kg)

 V = volume benda (m³)

Dengan demikian berdasarkan perumusan diatas kita mampu menentukan massa jenis beberapa benda.

Beberapa konsep yang berkaitan dengan hasil dari pengukuran adalah :

 Angka penting

19

 Ketidakpastian

 Galad (perhitungan error)

Didalam fisika terdapat beberapa jenis besaran yaitu besaran pokok dan besaran turunan, yaitu sebagai berikut

Tabel 1.2. Besaran Pokok Fisika

No Nama Besaran Satuan Dimensi

1 Massa Kg M

2 Waktu s T

3 Panjang m L

4 Suhu ^o K Ө

5 Jumlah Zat Mol N

6 Intensitas Cahaya Candela J

7 Kuat Arus Ampere I

Satuan dasar dan satua turunan: diperkuat, ex berat, daya menurut mekanika, listrik, fluida.

1.6 RUMUS PERCOBAAN PENGUKURAN a. Massa Jenis

KR = x 100% K = 100% - KR

Keterangan :

 = massa jenis (kg/m³) m = massa benda (kg) V = volume benda (m³)

 = ralat massa jenis (kg/m³)

20 KR= kesalahan relatif (%)

K = ketelitian (%) b. Balok

V = p.l.t

Keterangan :

V = volume balok (m³)

V = ralat volume balok (m³) p = panjang balok (m)

p = ralat panjang balok (m) l = lebar (m)

l = ralat lebar (m) t = tinggi (m)

t = ralat tinggi (m)

c. Bola

Keterangan :

V = volume bola (m³)

V = ralat volume bola (m³) r = jari – jari bola (m)

r = ralat jari – jari bola (m)

d. Tabung V = . r². t

Keterangan :

V = volume tabung (m³) r = jari – jari tabung (m) t = tinggi tabung (m)

21

V= ralat volume tabung (m³)

r = ralat jari – jari tabung (m)

t = ralat tinggi tabung (m) e. Prisma Segitiga

V = ( ½ . a.t ) .T ΔV =

Keterangan :

V = Volume Prisma Segitiga (m³) a = Alas Segitiga (m)

t = Tinggi Segitiga (m) T = Tinggi Prisma (m)

REFERENSI

Serway, R.A,1986: Physics 2^nd Sounders College

Halliday, Resnick dan Krane, 1996 : Physics I, John Willey 7 Sons

22 LEMBAR DATA HASIL PERCOBAAN

Jenis Praktikum : Pengukuran

Hari/Tanggal Praktikum :

Fakultas/Jurusan :

Kelompok/Nama Kelompok :

DATA HASIL PERCOBAAN :

No

Nama Sampel

Alat yang digunakan

Dimensi

Volume

Massa

Massa Jenis Panjang Lebar Tebal Diameter

1 Balok ---

2 Bola --- --- ---

3 Benda Berongga 4 Benda Tak

Beraturan

5 Zat Cair --- --- --- ---

Toleransi:

p = cm Untuk zat cair : m = gr

l = cm V = cm³

t = cm

m = cm

r = cm

Asisten Pengampu

NO. NAMA PESERTA NIM TANDA TANGAN

1. 1.

2.

3.

4.

5.

6.

2.

3.

4.

5.

6.

23

PERCOBAAN KE - 2 BIDANG MIRING

2.1 TUJUAN

Praktikum ini bertujuan agar tiap-tiap praktikan mampu,

1. Membedakan dan mendifinisikan gaya-gaya yang bekerja pada balok.

2. Menguraikan gaya-gaya yang bekerja pada balok di bidang miring.

3. Mencari koefisien gesek pada benda diam dan benda sedang beargerak yang meluncur pada bidang miring.

Dalam melakukan analisis data dan memberikan kesimpulan praktikum Bidang Miring harus melakukan dan melaksanakan konsultasi dengan asisten pembimbing terlebih dulu selambat – lambatnya 1 minggu setelah praktikum.

2.2 ALAT DAN BAHAN

1. Bidang luncur yang bisa diatur sudutnya 2. Beban

3. Balok 4. Stopwatch 5. Mistar 6. Bedak 7. Pengait 8. Neraca

2.3 PROSEDUR PELAKSANAAN

LANGKAH 1 : MENIMBANG BERAT BALOK, BEBAN, & PENGAIT a) Anggota 1 : Menimbang massa balok

b) Anggota 2 : Menimbang massa beban c) Anggota 3 : Menimbang massa pengait

d) Anggota 4 : Mencatat data masa balok, beban, dan pengait LANGKAH 2 : SETTING BIDANG MIRING (1)

a) Anggota 1 : Melihat sudut

b) Anggota 2, 3 : Menaikkan bidang miring c) Anggota 4 : Memberi bedak

24 LANGKAH 3 : SETTING BIDANG MIRING (2)

a) Anggota 1 : Mengukur panjang balok b) Anggota 2, 3 : Mengatur panjang lintasan c) Anggota 4 : Mempersiapkan stopwatch LANGKAH 4 : PENGAMBILAN DATA

a) Anggota 1 : Melepaskan beban

b) Anggota 2, 3, 4 : Mengamati waktu tempuh stopwatch c) Anggota 4 : Mencatat waktu stopwatch dalam tabel.

2.4 PANDUAN PENGISIAN PORTOFOLIO

Setelah selesai melaksanakan praktikum ke–2, praktikan diharapkan memahami inti dari praktikum project 2 ini. Kemudian praktikan wajib menyelesaikan hasil praktikum project 2 dalam bentuk portofolio maksimal (1 minggu) setelah praktikum.

Adapun isi dari portofolio ini antara lain:

1. Tabel data hasil percobaan yang sudah diberikan asisten / yang terlampir pada modul.

2. Penulisan tujuan, metode pelaksanaan, dan landasan teori sesuai dengan modul praktikum yang diberikan asisten.

3. Penulisan analisa perhitungan dari hasil percobaan.

4. Lengkapi dengan gambar atau grafik jika diperlukan.

5. Buat tabel hasil percobaan yang datanya berasal dari analisa perhitungan.

6. Dokumentasi kegiatan teamwork

25 2.5 LANDASAN TEORI

Gambar 2.1 Bidang Luncur 2.5.1 Pengertian Bidang Miring

Bidang miring adalah suatu pesawat sederhana dengan permukaan datar dan mempunyai sudut ( bukan sudut tegak lurus) terhadap permukaan horisontal. Keuntungan mekanik bidang miring bergantung pada panjang landasan bidang miring dan tingginya.

Semakin kecil sudut kemiringan bidang, semakin besar keuntungan mekanisnya atau semakin kecil gaya kuasa yang harus dilakukan.

Keuntungan mekanik bidang miring dirumuskan dαengan perbandingan antara panjang (s) dan tinggi bidang miring (h).

2.5.2 Terminologi yang berkaitan a) Gaya berat dan gaya Normal

Jika sebuah benda yang terletak pada bidang datar dan tidak ada gaya yang kita berikan pada benda tersebut maka akan terjadi kesetimbangan antara gaya berat benda (W) tersebut dengan gaya reaksi yang dilakukan oleh permukaan yang arahnya berlawanan dengan gaya berat benda dan tegak lurus dengan bidang permukaannya, gaya ini dikenal sebagai gaya normal (N), perhatikan gambar 2.1

KM = s/h

26 b) Gaya Gesek statik dan Kinetik

Jika sebuah benda diletakkan pada bidang miring dan resultan gaya yang bekerja F=0 , maka terdapat gaya gesekan statis, dimana gaya gesek statis besarnya sama dengan

Jika benda dikenai gaya . dan kemudian benda bergerak maka gesekan kedua permukaan terdapat gaya reaksi. Yang di sebut gaya gesek kinetik.

c) Gaya tegang tali

Adalah gaya reaksi pada tali , pegas, dan benda yang terjadi karena ujung-ujungnya dihubungkan dengan benda yang lain.

d) D’Alembert Principle

D’Alembert Principle adalah jika suatu benda mengalami percepatan ā, maka pada benda itu akan terkena gaya inersia Fin=m.

ā, yang arahnya berkebalikan dengan arah percepatanya.

2.6 RUMUS PERCOBAAN BIDANG MIRING Percobaan ke-n

n ond t t

t t₁  ₂ ... ⁿ ...sec



) 1 (

)

( ²





 

 n n

t t t

Percepatan

0 2 ,

1 2 



 Vot at Vo

S_{A B}

² 2 1at S_AB 

2 ₂ ... / ² s t cm

a  S^AB

fs=Us.N

fk=uk.N

27 ²₂ ²

 

^{2 2} ₃ ²

 

^{t 2}

t S S

a t _{A B} ^{A B} 



 





 



 



 

 _ ^

Koefisien Gesek Statis (S)

) ( '

) (

2 1

kg P P m

kg balok massa m







 

 tan

1cos

2 

 m s m

  

1



²

2

2 1 2 2 2 2

1cos cos

1 m

m m m

s m  











 



 



 

  

Koefisien Gesek Kinetik (K)

 

  tan

cos . cos

. ₁

2 1 1

2 

 



 



 m

m m g

a m

k m

     

     

 

₂ ²

 

²

1 2 2

1 2

2 1

2

2 2

1 2 2

2 2

1 2

2

2

2 2 2

1 2

2 1 2 2 2 2

1

cos . .

. cos

. .

.

cos . cos

cos . .

cos .

1 cos

cos . .

1

g g m

a m m

g m

a m

g a m m m

g m g a

g a

g a m

m m m

m k

 



 







 















 



 







 



 







 



 







 



 







 













 



 









 







 





k=(k±Δk)

% 100 x KR

k k





  K=100%-KR

Keterangan:

 t = waktu (second)  H = tinggi (m)

 a = percepatan (m/s²)  Sa-b = panjang lintasan (m)

 g = percepatan gravitasi (m/s²)  KR = kesalahan relative (%)

 α = sudut ( ⁰)  m1 = massa balok (kg)

28

 P = massa beban (kg)  W = berat balok (N)

 P’ = massa pengait (kg)  K = ketelitian (%)

 m2 = massa P+P’(kg)  k = koefisien gesek kinetik

 KH = keuntungan mekanis  s = koefisien gesek statis

 S = panjang (m)  m₁= ralat massa balok (kg)

 m₂ = ralat massa (kg)  g = ralat percepatan grafit asi (m/s²)

 a = ralat percepatan benda (m/s²)

29

LEMBAR DATA HASIL PERCOBAAN

Jenis Praktikum : Bidang Miring

Hari/Tanggal Praktikum :

Fakultas/Jurusan :

Kelompok/Nama kelompok :

NO. NAMA PESERTA NIM TANDA TANGAN

1. 1.

2.

3.

4.

5.

6.

2.

3.

4.

5.

6.

DATA HASIL PERCOBAAN :

NO M

(kg)

P (kg)

P’

(kg)

Sudut (⁰)

Sa-b

(m)

t (second)

t1 t2 t3

1 2 3 4

∆P = N ∆m1 = kg

∆Sa-b = m ∆m2 = kg

∆W = N

∆g = m/s²

Benda 1 Benda 2 Asisten Pengampu

30 PERCOBAAN KE – 3

PANAS JENIS ZAT PADAT

3.1 TUJUAN PERCOBAAN

1. Membedakan kuningan, besi, dan alumunium

2. Memperagakan penggunaan kalorimeter, thermometer, neraca, dan bejana didih

3. Mengamati perpindahan panas secara konduksi dan konveksi 4. Membandingkan panas jenis dari beberapa bahan/zat padat

Panas Jenis Zat Padat (project 3), harus selesai maksimal 1 minggu setelah praktikum. Hasil dari project 3 wajib dipresentasikan bersamaan dengan project 1-8/6 pada saat post test. Presentasi dilaksanakan dilaksanakan dihadapan asistant dan/atau dosen pembimbing. Item penilaian terdiri dari performansi hasil desain (kreativitas, dan inovasi), portofolio, kemampuan kerjasama dalam kelompok serta kemampuan mengkomunikasikan hasil.

3.2 ALAT DAN BAHAN 1. Kalorimeter dan tutupnya 2. Pengaduk

3. Thermometer 4. Bejana didih

5. Pemanas (kompor listrik) 6. Timbangan/neraca ohaus 7. Air

8. Benda dari logam, yaitu:

a. Besi (Fe)

b. Kuningan (CuZn) c. Alumunium (Al)

31 3.2 PROSEDUR PELAKSANAAN

LANGKAH 1

 Anggota 1:

 Menimbang masa zat padat (dengan urutan benda : Alumunium, Besi, Kuningan).

 Menimbang masa kalorimeter kosong,

 Memasukkan data pada table data hasil percobaan

 Anggota 2:

 Memasukkan zat padat ke dalam kalorimeter kosong lalu timbang massanya,

 Mengisi kalorimeter dengan air sampai zat padat terendam semuanya (dengan banyaknya air = 3/4 dari calorimeter),

 Menimbang masa air, sehingga didapat masa air = masa total – (masa benda + masa calorimeter kosong).

 Memasukkan data pada table data hasil percobaan

 Anggota 3:

 Menimbang masa pengaduk dan menghitung temperature zat cair dengan menggunakan thermometer,

 Memasukkan data pada table data hasil percobaan.

 Anggota 4:

 Memasukkan zat padat pada bejana pemanas dengan posisi yang benar,

 Memasukkan thermometer ke dalam bejana pemanas dengan posisi thermometer menempel diatas benda tunggu benda ini sampai suhunya mencapai 90⁰C.

 Lakukan langkah ini sebanyak 3 kali dengan benda yang berbeda (dengan urutan benda : Kuningan, Besi, Alumunium).

LANGKAH 2 (semua anggota)

 Setelah suhu benda mencapai 90⁰ C, kemudian angkat thermometer dan benda dari dalam bejana pemanas,

 Memasukkan thermometer ke dalam kalorimeter yang berisi air, masukkan pengaduk dan penutup kalorimeter, setelah itu aduk selama max 2 menit.

 Setelah 2 menit amati perubahan suhu air dengan thermometer, dan catat hasilnya pada table data hasil percobaan.

32 3.4 PANDUAN PENGISIAN PORTOFOLIO

Setelah selesai melaksanakan praktikum ke–3, praktikan diharapkan memahami inti dari praktikum project 3 ini. Kemudian praktikan wajib menyelesaikan hasil praktikum project 3 dalam bentuk portofolio maksimal (1 minggu) setelah praktikum.

Adapun isi dari portofolio ini antara lain :

1. Tabel data hasil percobaan yang sudah diberikan asisten/yang terlampir pada modul.

2. Penulisan tujuan, metode pelaksanaan, dan landasan teori sesuai dengan modul praktikum yang diberikan asisten.

3. Penulisan analisa perhitungan dari hasil percobaan.

4. Lengkapi dengan gambar atau grafik jika diperlukan

5. Buat tabel hasil percobaan yang datanya berasal dari analisa perhitungan.

6. Dokumentasi kegiatan teamwork 3.5 LANDASAN TEORI

Panas jenis suatu zat adalah bilangan yang menunjukkan berapa kalori yang diperlukan untuk memanaskan satu satuan massa dari zat dengan kenaikan temperatur sebesar 1⁰C. Untuk memanaskan m gram massa, dengan kenaikan temperatur sebesar Δt diperlukan kalor sebesar:

Q = m c Δt………(1) Keterangan:

Q = Kalor (Kalori) m = Massa (Kg)

c = Kalor Jenis (Kal/gr⁰C) Δt = Perubahan suhu (⁰C)

33 Ganbar 3.1 Alat Peraga Panas Jenis Zat Padat

Panas jenis suatu zat ternyata tidak tetap, tetapi tergantung pada temperatur. Panas jenis biasanya disebutkan untuk interval temperatur tertentu, dalam hal ini : panas jenis adalah panas jenis rata-rata untuk interval temperatur tersebut.

Panas jenis zat padat ditentukan dengan kalorimeter. Jika tidak ada pertukaran kalor antara kalorimeter dengan sekelilingnya (ini diusahakan dengan jalan membuat selisih antara temperatur kamar dengan temperatur mula-mula sama dengan selisih antara temperatur akhir dengan temperatur kamar), maka berlakulah:

mbcb(tb-t2) = ma (t2-t1) + (mkck + mpcp) (t2-t1)………...………..(2) mbcb(tb-t2) = (ma + mkck + mpcp) (t2-t1)………...(3) Keterangan:

mb = massa benda padat mk = massa kalorimeter mp = massa pengaduk ma = massa air

tb = temperatur benda padat mula-mula t1 = temperatur air mula-mula

34 t2 = temperatur air akhir

cb = panas jenis benda padat ck = panas jenis kalorimeter cp = panas jenis pengaduk

Pertukaran kalor dengan sekelilingnya dapat dikurangi dengan kalorimeter yang sempurna pembuatannya dan percobaan yang dilakukan dengan temperatur mula-mula yang lebih rendah dari temperatur kamar dan temperatur akhir yang lebih tinggi dari temperatur kamar dengan selisih antara temperatur akhir dengan temperatur kamar.

3.6 RUMUS PANAS JENIS ZAT PADAT Percobaan menggunakan logam ……..

……….kal/gr^oC Dimana :

ta = (t2 – t1) tp = (tb – t2) ma = (m2 – m1) mb = (m3 – m2)

Kalor

……..kalori

35 K=100% - KR

Keterangan:

 ma = massa air (gr)

 mb = massa benda padat (gr)

 mk = massa kalorimeter (gr)

 cair = 1 kal/gr⁰C

 cb = panas jenis benda padat (kal/gr^oC)

 ck = panas jenis calorimeter (kal/gr^oC)

 t1 = temperatur air mula-mula (^oC)

 t2 = temperatur air akhir (^oC)

 t^a = temperatur air (^oC)

 tb = temperatur benda padat (^oC)

 Q = kalor (kalori)

 KR = kesalahan relative (%)

  ma = ralat massa air (gr)

  mb = ralat massa benda padat (gr)

  mk = ralat massa kalorimeter (gr)

  mp = ralat massa pengaduk (gr)

  ta = ralat temperature air (^oC)

  tb = ralat temperature benda padat (^oC)

 cair = ralat panas jenis air (kal/gr^oC)

 cb = ralat panas jenis benda padat (kal/gr^oC)

 ck = ralat panas jenis kalorimeter (kal/gr^oC)

  Q = ralat kalor (kalori) REFERENSI

Sears, F.W. 1998, Mechanics, Heat and Sound

36 LEMBAR DATA HASIL PERCOBAAN

Jenis Praktikum : Panas Jenis Zat Padat Hari/Tanggal Praktikum :

Fakultas/Jurusan :

Kelompok/Nama Kelompok :

NO. NAMA PESERTA NIM TANDA TANGAN

1. 1.

2.

3.

4.

5.

6.

2.

3.

4.

5.

6.

DATA HASIL PERCOBAAN : Bahan Uji mb

(gr)

mk

(gr)

mp

(gr)

ma

(gr) Ck Cp Tb

oC

T1 oC

T2 oC Kuningan

0.1010 0.2425 Besi

Aluminium Toleransi :

 ma = gr

 mb = gr

 mk = gr

 mp = gr

 ta = ⁰C

 tb = ⁰C

 ck = kal/gr⁰C

 t = ⁰C

 cair = kal/gr⁰C

Asisten Pengampu

37 PERCOBAAN KE - 4

KESETARAAN KALOR MEKANIS 4.1 TUJUAN

Praktikum ini bertujuan agar tiap – tiap kelompok mampu,

1 Mentukan hubungan kuantitatif antara usaha mekanis dengan panas yang dihasilkan atau beberapa joule tenaga mekanis yang seharga satu kalori.

2 Menentukan nilai kesetaraan kalor mekanis dengan menggunakan grafik Dalam melakukananalisis data danmemberikan kesimpulan praktikum Kesetaraan Kalor Mekanis harus sudah selesai dilaksanakan dandikonsultasikan dengan asisten pembimbing masing – masing kelompok selambat – lambatnya 1 minggu setelah praktikum.

4.2 ALAT DAN BAHAN 1. Alat mekanis 2. Neraca Pegas

3. Termometer Digital (Termokopel) 4. Jangka Sorong

5. 2 beban (0,5 kg dan 1 kg) 6. plat nikel

4.3 PROSEDUR PELAKSANAAN

LANGKAH 1. Mengukur diameter silinder tembagadan Berat Beban

 Anggota 1: baca dan ukur diemeter silinder tembaga dengan jangka sorong

 Anggota 3: pegang ujung neraca pegas yang sudah diberi beban

 Anggota 1: baca berat beban pada neraca pegas

 Anggota 2: catat hasil pengukuran pada tabel dalam m (meter) catat hasil berat beban untuk W1 (0.5 kg) dan W2 (1 kg) LANGKAH 2. Merangkai Mekanisme Percobaan

 Anggota 3:

a. Neraca pegas : Pasang pada pengait atas

38 b. Plat Nikel :Pasang pada neraca pegass dan lilitkan pada silinder

tembaga

c. Beban : pasang pada pengait plat nikel (Percobaan I 0,5 Kg, Percobaan II 1 Kg)

 Anggota 1: Baca berat beban pada Neraca Pegas sebelum diputar

 Anggota 2: Catat hasil berat beban sebelum diputar, masukan pada Fs1 (0,5kg) dan Fs2 (1kg)

LANGKAH 3. Mengoperasikan Percobaan

 Anggota:

a. Setting termokopel reader dengan 1000 putaran b. Pegang dan letakan termokopel pada silinder tembaga

 Anggota:

a. Baca suhu awal dan suhu tiap kelipatan 200 putaran b. Tekan tombol resetuntuk memutar silinder tembaga c. Baca berat beban pada neraca Pegas sesudah diputar

 Anggota:

a. Catat hasil berat beban setelah diputar, masukan pada Fs1 (0,5 kg) dan Fs2 (1 kg)

b. Catat perubahan suhu untuk kelipatan 200 putaran pada tabel percobaan 4.4 PANDUAN PENGISIAN PORTOFOLIO

Setelah selesai melaksanakan praktikum Kesetaraan Kalor Mekanis, praktikan diharapkan memahami inti dari praktikum modul ini. Kemudian praktikan wajib menyelesaikan hasil praktikum modul ini dalam bentuk portofolio maksimal (1 minggu) setelah praktikum.

Adapun isi dari portofolio ini antara lain:

1. Tabel data hasil percobaan yang sudah diberikan asisten/yang terlampir pada modul.

2. Penulisan tujuan, metode pelaksanaan, dan landasan teori sesuai dengan modul praktikum yang diberikan asisten.

3. Penulisan analisis perhitungan dari hasil percobaan.

4. Lengkapi dengan gambar atau grafik jika diperlukan.

5. Buat tabel hasil percobaan yang datanya berasal dari analisa perhitungan.

6. Dokumentasi kegiatan teamwork.

39 4.5 LANDASAN TEORI

Tenaga dalam bentuk mekanis, biasanya dinyatakan dalam joule, sedangkan dalam bentuk panas, biasanya dinyatakan dalam kalori.

Dengan suatu cara kita dapat merubah tenaga mekanis mejadi tenaga panas, atau tenaga panas menjadi tenaga mekanis.

W = F X s ...( Usaha Mekanis  joule atau N.m ) Q = m X c X T ...( Energi Kalor  kalori )

= ...( kesetaraan kalor mekanis  )

percobaan yang cukup teliti yang pertama kali di lakukan untuk menentukan hubungan antara tenaga mekanis yang hilang dengan panas yang dihasilkan, dilakukan oleh Joule. Ia manggunakan suatu alat dimana suatu beban ketika jatuh dapat memutar bagian lain di dalam bejana yang berisi air.

Besarnya tenaga mekanis yang hilang dihitung dari berat beban dan tinggi tempat ia jatuh, sedang banyaknya panas yang timbul dihitung dari banyaknya massa air yang naik temperaturnya karena menerima panas mekanik tersebut.

Azas kerja percobaan ini adalah gesekan antara plat nikel dengan silinder pejal dari tembaga, sehingga menimbulkan panas. Silinder tembaga yang dililit plat nikel diputar degan motor listrik.

Besarnya gaya berat yang digunakan dapat dilihat pada neraca pegas.

Kesetaraan kalor mekanis ( ) dihitung dari persamaan:

Dimana: D = diameter silinder tembaga (cm)

K = gaya total pada sistem.  ( K = W - Fs)  (newton) [ W = gaya berat beban (N) & Fs = gaya gesek pada sistem (N)]

N = banyaknya putaran silinder (n putaran) m = massa silinder tembaga, (510 ± 10)gram

c = kapasitas panas dari silinder tembaga, (0,092 cal/g.0C)

40 = ( Takhir - Tawal )  ( ^oC )

Gambar 4.1 Alat Peraga Kesetaraan Kalor mekanis

4.6 RUMUS KESETARAAN KALOR MEKANIS Percobaan ke – n

= ………

Titik Sentroid

41 Dimana, X0 = banyaknya putaran dan Y0 =perubahan suhu

Cara menentukan garis dari grafik:

=

= ± Δ

Keterangan:

= Kesetaraan kalor mekanis ( ) D = Diameter Silinder Tembaga (cm) K = Gaya yang terbaca pada neraca (N) N = Banyaknya putaran silinder (n putaran) m = Massa silinder tembaga (510 gram) c = kapasitas panas dari silinder(0,092 kal/g. ) Tm = Temperatur mula-mula (

Ta = temperature akhir ( KR = Kesalahan Relatif ( % ) K = Ketelitian ( % )

42 LEMBAR DATA HASIL PERCOBAAN

Jenis Praktikum : Kesetaraan Kalor Mekanis Hari/Tanggal Praktikum :

Fakultas/Jurusan :

Kelompok :

NO NAMA PESERTA NIM TANDA TANGAN

1 1.

2.

3.

4.

5.

6.

2 3 4 5 6

DATA HASIL PERCOBAAN:

PERCOBAAN

m (Kg)

K (N)

N (Put)

Tm

(⁰C)

Ta

(⁰C)

I 0.5

II 1

Toleransi :

ΔD = m DSilinder = m

ΔC = kal/gr⁰C

Δm = gr

ΔK = N

43 (Beban 0,5 kg) (Beban 1 kg)

Fs (1) = - Fs (2) = -

= N = N

W1 = N W2 = N

K1 = W1 – Fs (1) K2 = W2 – Fs (2)

= - = -

= N = N

Asisten Pengampu

44

PERCOBAAN KE - 5

PANAS LEBUR ES DAN PANAS PENGUAPAN AIR

5.1 TUJUAN

Praktikum ini bertujuan agar tiap – tiap kelompok mampu,

1. Menentukan kapasitas panas yang dibutuhkan untuk meleburkan suatu es dan panas yang dibutuhkan untuk merubah fase cair menjadi uap.

2. Memahami faktor apa saja yang mempengaruhi siklus perubahan fase suatu zat cair.

3. Melakukan analisis data dan memberikan kesimpulan sesuai dengan praktikum kelompok tersebut.

Dalam melakukan analisis data dan memberikan kesimpulan praktikum Panas Lebur Es dan Panas Penguapan Air harus sudah selesai dilaksanakan dan dikonsultasikan dengan asisten pembimbing masing–masing kelompok selambat – lambatnya 1 minggu setelah praktikum.

5.2 ALAT DAN BAHAN 1. Kalorimeter

2. Es dengan massa tertentu

3. Kalorimeter dengan kawat pemanas 4. Timbangan

5. Thermometer 6. Voltmeter 7. Amperemeter 8. Stopwatch 9. Kabel

10. Bejana pemanas

45 5.3 PROSEDUR PELAKSANAAN

LANGKAH 1 : PERCOBAAN PANAS PENGUAPAN PRAKTIKAN A : (Anggota 1)

1. Menimbang massa kaorimeter yang dilapisi plastik bening.

2. Mengambil air yang telah dipanaskan ±3/4 dari tinggi kalorimeter.

3. Menimbang massa campuran air dan kaorimeter

4. Mengurangi massa campuran dengan massa kalorimeter kosong sehingga didapatkan massa air.

5. Mengukur suhu awal dari air tersebut dengan termometer.

6. Memanaskan dan menutup kalorimeter dengan kawat pemanas, kemudian menghidupkan amperemeter dan voltmeter.

7. Menyalakan stopwatch selama 10 menit.

LANGKAH 2 : PERCOBAAN PANAS LEBUR PRAKTIKAN B : (Anggota 2)

1. Menimbang massa kalorimeter kosong

2. Mengambil air dari kran ±1/2 gelas kalorimeter.

3. menimbang massa campuran air dan kalorimeter

4. mengurangi massa campuran dengan massa kalorimeter kosong sehingga didapatkan massa air.

5. Mengukur suhu awal air dengan termometer.

6. Menimbang massa es dengan cara yang sama.

7. Mengukur suhu es dengan termometer digital.

8. Mencampurkan es dengan air kemudian menutup kalorimeter dan mengaduk hingga es habis.

9. Mengukur suhu akhir dengan termometer.

PRAKTIKAN C : (Anggota 3)

1. Menimbang massa kalorimeter kosong

2. Mengambil air sisa percobaan sebelumnya dengan ditambah sedikit air dari kran.

3. Menimbang massa campuran air dan kalorimeter

46 4. Mengurangi massa campuran dengan massa kalorimeter kosong

sehingga didapatkan massa air.

5. Mengukur suhu awal air dengan termometer.

6. Menimbang massa es dengan cara yang sama.

7. Mengukur suhu es dengan termometer digital.

8. Mencampurkan es dengan air kemudian menutup kalorimeter dan mengaduk hingga es habis.

9. Mengukur suhu akhir dengan termometer.

LANGKAH 3 : PERCOBAAN PANAS PENGUAPAN PRAKTIKAN D : (Anggota 4)

1. Setelah stopwatch sampai pada menit ke 10, praktikan mencatat hasil ampere dan volt dengan dibantu teman lain.

2. Setelah variak dimatikan, angkat utup kalorimeter dengan kawat pemanas kemudian bersihkan sisa uap air yang ada dipinggir kalorimeter.

5.4 PANDUAN PENGISIAN PORTOFOLIO

Setelah selesai melaksanakan praktikum ke–6, praktikan diharapkan memahami inti dari praktikum project 6 ini. Kemudian praktikan wajib menyelesaikan hasil praktikum project 6 dalam bentuk portofolio maksimal (1 minggu) setelah praktikum.

Adapun isi dari portofolio ini antara lain :

a) Tabel data hasil percobaan yang sudah diberikan asisten / yang terlampir pada modul.

b) Penulisan tujuan, metode pelaksanaan, dan landasan teori sesuai dengan modul praktikum yang diberikan asisten.

c) Penulisan analisa perhitungan dari hasil percobaan.

d) Lengkapi dengan gambar atau grafik jika diperlukan.

e) Buat tabel hasil percobaan yang datanya berasal dari analisa perhitungan.

f) Dokumentasi kegiatan teamwork.

47 5.5 LANDASAN TEORI

Keadaan (fase) zat di alam ada tiga fase yaitu cair, padat, dan gas. Zat – zat itu dalam kondisi – kondisi temperatur dan tekanan tertentu mengalami ketiga fase tersebut. Misalnya air juga mengalami hal seperti itu yaitu dalam keadaan padat, keadaan cair dan gas atau uap. Transisi dari satu fase ke fase lainnya disertai dengan pelepasan atau penyerapan panas dan seringkali disertai juga perubahan volume. Sebagai contoh, andaikan sebongkah es diambil dari kulkas dengan suhu misalnya -5 °C dan dengan cepat es dimasukan ke dalam suatu bejana pemanas yang dilengkapi dengan thermometer untuk mengukur temperaturnya dengan penambahan panas yang teratur. Maka akan tampak thermometer naik secara teratur sampai suhu 0 °C.

Setelah itu es tersebut akan berubah menjadi cair atau dengan kata lain es mencair. Disini terjadi perubahan fase dari padat menjadi cair. Kenaikan temperatur berhenti karena panas seluruhnya dipakai untuk mencair.

Setelah es mencair seluruhnya, temperatur perlahan-lahan naik kembali.

Kenaikan yang terjadi akan lebih lambat dari sebelum mencair sebab panas jenis dari air lebih besar dari pada panas jenis es. Kenaikan temperatur air juga berhenti pada suhu ± 100 °C pada tekanan udara 1 atm, dengan tekanan udara yang berbeda akan diikuti titik didih air yang berbeda – beda pula. Temperatur akan tetap 100 °C sampai air menjadi uap seluruhnya dan seterusnya hingga menjadi superheated jika diberikan panas terus menerus.

Titik lebur es atau titik beku air dan titik didih air nampak jelas pada grafik di bawah ini :

48 Gambar 5.2 Grafik Perubahan Fase Zat

Besarnya panas yang diserap es untuk melebur dan panas yang diserap untuk menguap oleh massa zat m adalah:

Q = m L Keterangan:

Q = panas yang diserap atau dihasilkan (kalori)

L = panas yang diserap atau dihasilkan persatuan massa (kalori/kg) Metode yang digunakan dalam percobaan:

a) Panas lebur es dapat dicari dengan memasukan es yang sudah ditimbang ke dalam kalorimeter yang berisi air yang sudah diketahui massanya, kemudian diamati temperatur awal dan temperatur akhirnya. Misalnya masa es dalam kalorimeter mes, massa air dalam kalorimeter ma, dengan temperatur Ta dan temperatur setimbang Ts dengan azas black, panas yang diserap sama dengan panas yang dilepaskan, didapat persamaan :

Qlepas = Qterima

ma.ca.(Ta-Ts) = mes.Lc

panas lebur es (Lc) dapat dicari dimana ma=massa air, mes=massa es

b) Panas penguapan air dapat dicari dengan menguapkan air yang berada dalam kalorimeter dengan kawat pemanas, tenaga yang diberikan oleh kawat pemanas sama dengan panas yang diterima air. Dengan mengamati perubahan massa air pada saat mendidih maka dapat dihitung panas

49 penguapan dari air tersebut. Bila suhu air panas Tm, suhu air mendidih Ts,

tegangan kawat pemanas V, arus yang melewati kawat pemanas I dalam waktu t dengan perubahan massa air Δma, maka didapat persamaan :

V.I.t = Δma.Lv + ma.ca.(Ts-Tm) Panas penguapan (Lv) dapat dicari.

5.6 RUMUS PANAS LEBUR ES DAN PANAS PENGUAPAN AIR a) PANAS LEBUR ES

c air es es es

air c air

air C T C T

m T T c

Lc m . ( ) . .

.     

       

           

      

^{2 2 2}



²

   

^{2 2}

2 2

2 2

2 2

2

2 2

2 2 2

2

.

. . .

. .

.

air es

air c air air

c c

air

es es

es es

es es

air c air air

air es

air air c

es air air air

es air c air

c

m m T T c c

T T

c

c T

T c

m m T T c m

m T c T m

m c c m

m T T m

L

 



 



 























 



 



 



 



 







 



 





 



 



 





b) PANAS PENGUAPAN AIR

Qlepas = Qterima

V.I.t.(0,24) = (Lv.Δm) + (ma1.ca. ΔT) m

T c m t

I

L_v V ^{a a}





 ( . .).0,24( 1. . ) Dimana:

ma1 = massa air sebelum dipanaskan ma2 = massa air sesudah dipanaskan