Tugas Laporan Fisika

KATA PENGANTAR

Puji syukur marilah kita sampaikan kehadirat ALLAH SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunianya kepada kita sehingga kita dalam keadaan sehat walafiat dan kami masih bisa melakukan kegiatan praktek ini. Salawat berangkaian salam buat junjungan besar kita yakni Nabi Muhammad SAW yang telah memberi kita pemikiran sehingga kita bisa berfikir kearah yang lebih baik.

Dalam penyusunan makalah ini, penulis tidak lupa mengucapkan terima kasih pada semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan tugas makalah ini, dan tidak lupa pula kepada guru pembimbing yang telah membimbing kami sehingga makalah ini bisa terselesaikan.

Tujuan makalah ini adalah untuk melatih dan menambah wawasan kita serta media pembekalan pengetahuan, keterampilan dan penguasaan teknologi bagi kita untuk berkarya secara inovatif, kreatif, dan tepat guna.

Untuk menyikapi tujuan ini maka kami sebagai pihak penulis menyajikan metode-metode, cara-cara dalam menganalisis tujuan kita tersebut.

Mudah-mudahan makalah ini dapat bermanfaat bagi kita semua dan kami sebagai pihak penulis mengucapkan banyak maaf dalam penulisan makalah ini.

Muaro, 5 Desember 2012

Tim Penyusun

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar belakang

Makalah ini kami buat untuk menambah wawasan, media pembekalan pengetahuan, keterampilan, dan penguasaan teknologi bagi penulis dan pembaca untuk berkarya secara inovatif, kreatif, dan tepat guna.

B. Tujuan

Makalah ini bertujuan untuk :

1. Menentukan kecepatan benda jatuh bebas.

2. Menentukan percepatan sentripetal pada gerak melingkar.

C. Alat dan Bahan

1. Bahan :

a. Plastisin

b. Kertas

c. Benang cap jagung

d. Balok kayu

e. Sterofom

f. Bulu ayam

g. Kapas

2. Alat :

a. Mistar

b. Stopwacht

c. Pena

d. Buku

BAB II

KAJIAN TEORI

A.Gerak Jatuh Bebas

Bila dua batu yang berbeda beratnya dijatuhkan tanpa kecepatan awal dari ketinggian yang sama dalam waktu yang sama, batu manakah yang sampai di tanah duluan?

Peristiwa di atas dalam Fisika disebut sebagai jatuh bebas, yakni gerak lurus berubah beraturan pada lintasan vertikal. Ciri khasnya adalah benda jatuh tanpa kecepatan awal (vo = nol). Semakin ke bawah gerak benda semakin cepat.

Gambar di bawah menunjukan dua batu yang dijatuhkan dari ketinggian yang sama dan dalamwaktu yang sama. Percepatan yang dialami oleh setiap benda jatuh bebas selalu sama, yakni sama dengan percepatan gravitasi bumi. Pada materi ini, cukup Anda ketahui bahwa percepatan gravitasi bumi itu besarnya g = 9,8 dan sering dibulatkan menjadi 10 .

Pada jatuh bebas ketiga persamaan GLBB dipercepat yang kita bicarakan pada kegiatan sebelumnya tetap berlaku, hanya saja vo kita hilangkan dari persamaan karena harganya nol dan lambang s pada persamaan-persamaan tersebut kita ganti dengan h yang menyatakan ketinggian dan a kita ganti dengan g.

Jadi, ketiga persamaan itu sekarang adalah:

Persamaan-persamaan jatuh bebas

Keterangan:

g = percepatan gravitasi (m/s2)

h = ketinggian benda (m)

t = waktu (s)

vt = kecepatan pada saat t (m/s)

Perhatikan persamaan jatuh bebas yang kedua.

Bila ruas kiri dan kanan sama-sama kita kalikan dengan 2, kita dapatkan:

sehingga:

Persamaan waktu jatuh benda jatuh bebas

Dari persamaan waktu jatuh, terlihat bahwa waktu jatuh benda bebas hanya dipengaruhi oleh dua faktor yaitu h = ketinggiandan g = percepatan gravitasi bumi. Jadi berat dari besaran-besaran lain tidak mempengaruhi waktu jatuh.Artinya meskipun berbeda beratnya, dua benda yang jatuh dari ketinggian yang sama di tempat yang sama akan jatuh dalam waktu yang bersamaan.

Dalam kehidupan kita sehari-hari mungkin kejadiannya lain. Benda yang berbeda beratnya, akan jatuh dalam waktu yang tidak bersamaan. Hal ini dapat terjadi karena adanya gesekan udara. Percobaan di dalam tabung hampa udara membuktikan bahwa sehelai bulu ayam dan satu buah koin jatuh dalam waktu bersamaan

Contoh Soal:

Dari salah satu bagian gedung yang tingginya 20 m, dua buah batu dijatuhkan secara berurutan.Massa kedua batu masing-masing 1/2 kg dan 5 kg. Bila percepatan gravitasi bumi di tempat itu g = 10 m/s2, tentukan waktu jatuh untuk kedua batu itu (Abaikan gesekan udara)

Penyelesaian:

Karena gesekan udara diabaikan (umumnya memang demikian), maka gerak kedua batu memenuhi persamaan waktu jatuh gerak jatuh bebas.

Untuk batu pertama:

Dkt : h1 = h2 = 20 m,

m1 = 0,5 kg

m2 = 5 kg

g = 10 m/s

Dit : t1 = ? dan t2 = ?

Jwb : t1 = 2 sekon

Untuk batu kedua, dengan persamaan yang sama maka:

h1 = h2 = 20m, sehingga t2 = t1 = 2 sekon

Jadi, benda-benda yang jatuh bebas dari ketinggian yang sama di tempat yang sama

(= percepatan gravitasinya sama) akan jatuh dalam waktu yang sama.

B.Menentukan percepatan sentripetal pada gerak melingkar.

Percepatan Sentripetal

Gerak suatu benda dalam lintasan melingkar dengan kecepatan konstan dikenal sebagai gerakan melingkar beraturan (GMB).Obyek dalam GMB terus berubah arah, dan karena kecepatan adalah vektor dan memiliki arah, kita bisa mengatakan bahwa obyek menjalani GMB yang memiliki kecepatan terus berubah, bahkan jika kecepatan tetap konstan.Dan jika kecepatan benda berubah, maka pasti dipercepat.Oleh karena itu, benda yang mengalami GMB terus dipercepat.Jenis percepatan dikenal sebagai percepatan sentripetal.

Gaya sentripetal (Fs) terjadi saat benda melakukan gerak melingkar.

Gaya sentripetal adalah suatu resultan gaya yang arahnya menuju pusat lingkaran saat benda melakukan gerak melingkar.

Persamaan umum gaya sentripetal :

ΣFs = m.as

dimana : m = massa benda (kg)

as = percepatan sentripetal (m/s2)

ΣFs = resultan gaya sentripetal (N)

Rumus :a_s =

Keterangan :

v = kecepatan gerak (m/s)

R = jari-jari lintasan (m)

1. Bola yang Berputar Membentuk Lingkaran Vertikal

Bola yang Berputar Membentuk Lingkaran Vertikal

Gambar di samping menunjukkan sebuah benda diikat dengan seutas tali yang diputar membentuk lingkaran vertikal.Bagaimanakah menentukan laju minimum bola pada puncak lintasannya sehingga bola itu bisa terus bergerak dalam lingkaran?
Pada saat bola berada di puncak (titik A), dua gaya bekerja pada bola, yaitu gaya berat m.g, dan gaya tegangan, FTA, yang diberikan tali pada titik A. Keduanya bekerja dengan arah ke bawah, dan jumlah vektornya memberikan percepatan sentripetal as kepada bola. Berdasarkan Hukum II Newton, untuk arah vertikal dengan memilih arah ke bawah (menuju pusat) positif berlaku:

Persamaan di atas menunjukkan bahwa gaya gravitasi dan tegangan tali bersama-sama memberikan percepatan sentripetal. Gaya tegangan FTA pada A akan menjadi bertambah besar jika vA (laju bola di puncak lingkaran) dibuat lebih besar, sebagaimana telah diperkirakan. Tetapi yang ditanyakan adalah laju minimum untuk menjaga agar bola tetap bergerak dalam lingkaran. Tali akan tetap tegang selama ada tegangan padanya, tetapi jika tegangan hilang (karena vA terlalu kecil) tali akan melengkung, dan bola akan keluar dari lintasannya. Dengan demikian, laju minimum akan terjadi jika FTA = 0, sehingga diperoleh:

Di mana vA adalah laju minimum di puncak lingkaran jika bola harus meneruskan geraknya dalam lintasan lingkaran. Sementara itu, di bagian bawah lingkaran, tali memberikan gaya tegangan FTB ke atas, sementara gaya gravitasi bekerja ke bawah. Sehingga, Hukum II Newton, untuk arah ke atas (menuju pusat lingkaran) sebagai arah positif, didapatkan:

Laju vB diketahui dua kali lipat laju vA.Dalam hal ini, laju berubah karena gravitasi bekerja pada bola di semua titik sepanjang lintasan. Persamaan untuk menentukan FTB di atas menunjukkan resultan gaya pada bola dalam arah radial, sehingga dalam hal ini juga melibatkan gravitasi. Jelas bahwa tegangan tali tidak hanya memberikan percepatan sentripetal, tetapi harus lebih besar dari m.as untuk mengimbangi gaya gravitasi ke bawah.

2. Bola yang Berputar Membentuk Lingkaran Horizontal

gambar gaya pd bola yg berputarGambar di samping menunjukkan dua gaya yang bekerja pada bola, yaitu gaya gravitasi m.g dan gaya tegangan FT yang diberikan oleh tali (yang terjadi karena orang itu memberikan gaya yang sama pada tali). Bola yang Berputar Membentuk Lingkaran Horizontal

Gambar di samping menunjukkan dua gaya yang bekerja pada bola, yaitu gaya gravitasi m.g dan gaya tegangan FT yang diberikan oleh tali (yang terjadi karena orang itu memberikan gaya yang sama pada tali). Jika berat bola itu cukup kecil, dapat kita abaikan. Dengan demikian, FT akan bekerja secara horizontal ( θ ≈ 0) dan menyediakan gaya yang diperlukan untuk memberi percepatan sentripetal pada bola. Berdasarkan Hukum II Newton untuk arah radial pada bidang horizontal (misalnya dianggap sebagai komponen sumbu x) berlaku:

Jika berat bola itu cukup kecil, dapat kita abaikan. Dengan demikian, FT akan bekerja secara horizontal ( θ ≈ 0) dan menyediakan gaya yang diperlukan untuk memberi percepatan sentripetal pada bola. Berdasarkan Hukum II Newton untuk arah radial pada bidang horizontal (misalnya dianggap sebagai komponen sumbu x) berlaku: gaya pada bola yang berputar

Contoh benda yang bergerak melingkar horizontal adalah : bandul yang diputar horizontal , gesekan antara ban mobil dengan jalan saat membelok pada tikungan melingkar, ayunan kerucut (ayunan konis).

BAB III

DATA

1. Menentukan Kecepatan benda jatuh bebas

No	Benda	t	v.t
1.	Kertas
2.	Kertas diremas
3.	Sterofon
4.	Balok kayu
5.	Plastisin
6.	Bulu ayam
7.	Kapas

2. Menentukan percepatan sentripetal pada gerak melingkar

a. Vertikal

No	m	R	10 . T	T	v	w	as
1.	m₁
2.	m₂
3.	m₃
4.	m₄
5.	m₅

b. Horizontal

No	m	R	10 . T	T	v	w	as
1.	m₁
2.	m₂
3.	m₃
4.	m₄
5.	m₅

BAB IV

PENGOLAH DATA

1. Menentukan Kecepatan benda jatuh bebas

No	Benda	t	v.t
1.	Kertas	1,2	12
2.	Kertas diremas	0,5	5
3.	Sterofon	0,5	5
4.	Balok kayu	0,5	5
5.	Plastisin	0,3	3

2. Menentukan percepatan sentripental pada gerak melingkar

a. Vertikal

No	m	R	10 . T	T	v	w	as
1.	m₁	0,4	3,7	0,37	2,16	5,4	11,66
2.	m₂	0,4	5	0,5	1,6	4	6,4
3.	m₃	0,4	7,3	0,73	1,09	2,73	2,98
4.	m₄	0,4	7,5	0,75	1,06	2,66	2,83
5.	m₅	0,4	8,2	0,82	0,97	2,43	2,36

b. Horizontal

No	m	R	10 . T	T	v	w	as
1.	m₁	0,4	5	0,5	1,6	4	6,4
2.	m₂	0,4	4,5	0,45	1,77	4,44	7,88
3.	m₃	0,4	6,1	0,61	1,31	3,27	4,27
4.	m₄	0,4	6,3	0,63	1,26	3,17	4,01
5.	m₅	0,4	6	0,6	1,33	3,33	4,43

BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan

1. Gerak jatuh bebas