1. Apa yang dimaksud dengan ketidak pastian dalam pengukuran, jelaskan!
Jawab: Ketidakpastian dalam pengukuran adalah variasi hasil yang terjadi pada saat melakukan pengukuran suatu besaran. Beberapa faktor yang dapat menyebabkan ketidakpastian pengukuran, antara lain: Nilai Skala Terkecil (NST), kesalahan kalibrasi, kesalahan titik nol, kesalahan pegas, kesalahan paralaks, fluktuasi parameter pengukuran, dan lingkungan yang mempengaruhi hasil pengukuran, Ketidakpastian dibedakan menjadi dua, yaitu ketidakpastian mutlak dan ketidakpastian relatif. Ketidakpastian mutlak terjadi karena adanya keterbatasan alat ukur. Sementara itu, ketidakpastian relatif terjadi dimana ketidakpastian dibandingkan dengan hasil pengukuran.
2. Jelaskan konstanta kekakuan pegas, dan tuliskan hubungan konstanta pegas dengan gaya yg bekerja!
Jawab: Konstanta kekakuan pegas atau yang sering disimbolkan dengan (k) adalah ukuran kekakuan suatu pegas, satuan SI untuk konstanta pegas adalah N/m. Nilai (k) menyatakan bahwa berat beban (W) berbanding terbalik dengan pertambahan panjang (∆𝑥). Secara sistematis hubungan ini dapat dituliskan dengan persamaan:
𝑘 = 𝑊
∆𝑥
Hubungan konstanta pegas dengan gaya yang bekerja dapat dijelaskan melalui Hukum Hooke atau melalui persamaan:
𝐹 = 𝑘 ∙ ∆𝑥
Hukum ini menjelaskan bahwa gaya pemulih pegas berbanding lurus dengan pertambahan Panjang.
3. Jelaskan cara pengujian konstanta pegas
Jawab: Untuk menguji konstanta pegas dapat dilakukan dengan dua percobaan, yaitu:
1) Percobaan Getaran: Pertama-tama, gantungkan pegas pada statip. Selanjutnya, gantungkan beban pada ujung pegas dan berikan simpangan dengan menarik beban ke bawah secara perlahan, kemudian lepaskan. Catat waktu 10 kali getarannya. Ulangi percobaan dengan menambahkan beban berbeda untuk mengamati perubahan pada periode getaran.
2) Percobaan Penambahan Beban: Pertama-tama, gantungkan pegas pada statip. Sebelum menambahkan beban, catat panjang awal pegas. Kemudian, tambahkan beban pada pegas dan catat pertambahan panjang pegas. Ulangi percobaan dengan menambahkan beban yang berbeda untuk mengamati perubahan pada panjang pegas.
4. Jelaskan gaya gaya yang bekerja pada bandul diatas, dan mengapa bandul bisa bergerak osilasi (Bolak Balik)
Jawab: Terdapat beberapa gaya yang bekerja pada bandul diatas, diantaranya:
- Gaya gravitasi (𝒎 ∙ 𝒈) : Gaya yang bekerja menarik bandul menuju pusat bumi.
- Komponen Radial (𝒎 ∙ 𝒈 𝐜𝐨𝐬 𝜽) : Gaya sentripetal yang dibutuhkan agar benda tetap bergerak pada bususr lingkaran dengan titik O sebagai pusat lingkaran.
- Komponen Tangensial (𝒎 ∙ 𝒈 𝐬𝐢𝐧 𝜽) : Gaya pemulih yang bekerja pada 𝒎 untuk kembali ke posisis setimbangnya. Gaya pemulih ini selalu menuju titik setimbang ayunan dan tegak lurus terhadap tegangan tali
- Gaya tegangan tali (𝑻) : Gaya yang bekerja menahan berat bandul.
Bandul dapat bergerak osilasi karena ketika ditarik dan dilepaskan, komponen tangensial (𝒎 ∙ 𝒈 𝐬𝐢𝐧 𝜽) akan menariknya kembali ke posisi setimbang. Namun, karena kecenderungan bandul untuk melanjutkan gerakannya, bandul akan bergerak melewati titik ini sampai gaya gravitasi memperlambatnya dan menariknya kembali lagi, menciptakan gerakan osilasi.
5. Jelaskan yang dimaksud panas jenis bahan padat
Jawab: Panas jenis bahan padat merupakan karakteristik yang menggambarkan seberapa banyak kalor yang diserap atau dilepaskan oleh bahan padat ketika terjadi perubahan suhu.
6. Bagaimana cara mencari panas jenis bahan tersebut?
Jawab: Untuk mencari panas jenis bahan padat dapat menggunakan rumus berikut:
∆𝑄 = 𝑚 ∙ 𝐶𝑝∙ ∆𝑇 dimana:
∆𝑄 : kalor yang diserap atau dilepaskan (Joule) 𝑚 : massa benda atau zat (kg)
𝐶𝑝 : kalor jenis benda atau zat (j/kg°C)
∆𝑇 : perubahan suhu (°C)
7. Jelaskan yang dimaksud kalor lebur es!
Jawab: Kalor lebur es adalah jumlah energi yang diperlukan untuk mengubah es dari wujud padat menjadi cair pada suhu leburnya, yaitu 0℃, tanpa adanya perubahan suhu.
8. Bagaimana cara menentukan kalor lebur es tersebut?
Jawab: Untuk menentukan kalor lebur es dapat menggunakan rumus berikut:
𝑄 = 𝑚 ∙ 𝐿 dimana:
𝑄 : panas transformasi (Joule) 𝑚 : massa (kg)
𝐿 (Laten) : panas transformasi spesifik (J/kg)
9. Jelaskan viskositas zat cair!
Jawab: Viskositas (kekentalan) adalah kemampuan daya tahan fluida terhadap tegangan geser yang terjadi atau biasa disebut dengan tingkat kerapatan struktur penyusunan suatu fluida.
Sedangkan fluida sendiri yaitu zat yang mampu mengalir dan menempati tempat mengalirnya.
10. Jelaskan cara menentukan viskositas zat cair, dengan menggunakan rumus yang ada!
Jawab: Untuk menentukan viskositas zat cair dapat menggunakan rumus berikut:
𝜂 =2𝑟2𝑔(𝜌𝑏− 𝜌𝑐) 9𝑣 dimana:
𝜂 : koefisien kekentalan fluida 𝑟 : jari-jari bola
𝑔 : percepatan gravitasi bumi (9.8 m/s2) 𝜌𝑏 : massa jenis bola logam
𝜌𝑐 : massa jenis fluida/zat cair 𝑣 : kecepatan bola dalam zat cair
11. Jelaskan yang dimaksud koefisien gesek!
Jawab: Gaya gesek adalah gaya yang berarah melawan gerak benda atau arah kecenderungan benda akan bergerak. Gaya ini muncul apabila dua buah benda bersentuhan, yang bisa berbentuk padat, cair, ataupun gas. Ketika dua benda bersentuhan dan salah satunya bergerak, maka akan muncul gaya gesek. Besarnya gaya gesek ini ditentukan oleh koefisien gesek antara dua permukaan benda tersebut. Dengan kata lain, koefisien gesek memberikan ukuran tentang seberapa besar gaya gesek yang muncul ketika dua benda bersentuhan dan bergerak satu sama lain. Semakin besar koefisien gesek, semakin besar pula gaya gesek yang dihasilkan.
12. Jelaskan cara pengujian untuk mendapatkan gaya gesek dari sebuah benda uji!
Jawab: Untuk menguji dan mendapatkan nilai gaya gesek dari sebuah benda uji dapat dilakukan dengan 2 percobaan.
• Percobaan 1: Menentukan Koefisien Gesek Statik 1) Siapkan papan luncur
2) Timbang beban
3) Tarik neraca pegas perlahan-lahan dan amati besernya gaya tarik pada pegas hingga benda tepat akan bergerak, catat berapa besar gaya tarik tepat saat benda akan bergerak.
4) Hitunglah koefisien gesek statisnya.
• Percobaan 2: Menentukan Koefisien Gesek Kinetik
1) Siapkan alat gaya gesek, dengan massa benda yang berbeda.
2) Ukur tinggi beban dari tanah, dan siapkan pencatat waktu.
3) Lepaskan beban hingga jatuh, dan catat waktu jatuhnya.
4) Hitunglah koefisien gesek kinetiknya.
Koefisien gesek dapat dihitung dengan membagi gaya gesek oleh gaya normal. Rumusnya adalah:
𝜇 = 𝐹𝑔𝑒𝑠𝑒𝑘 𝐹𝑛𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙 Keterangan:
𝜇 : koefisien gesek 𝐹𝑔𝑒𝑠𝑒𝑘 : gaya gesek 𝐹𝑛𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙 : gaya normal
