PRAKTIKUM FISIKA DASARPROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS
TEKNIKUNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURATBAB IVMUAI PANJANG ZAT PADAT4.1.
Tujuan PraktikumTujuan dari praktikum kali ini antara lain:1.
Menentukan koefisien muai panjang beberapa jenis logam2. Dapat
mengukur seberapa besar pertambahan panjang beberapa logam4.2.
Dasar TeoriPada umumnya suatu benda dapat mengalami perubahan.
Perubahan itu dapat berupa perubahan fisika maupun perubahan kimia.
Perubahan itu dapat berupa ukuran ataupun yang lainnya, selain itu
contoh perubahan fisika antara lain yaitu adanya pemuaian maupun
penyusutan yang terjadi pada sebuah benda. Sedangkan pada pemuaian
kimia antara lain dapat berupa perubahan sifat maupun komposisi
zat.Perubahan setiap dimensi linear dari benda padat seperti
panjang, lebar atau tebalnya dinamakan ekspansi linier. Perubahan
suatu benda yang bentuk-nya batangan biasanya berupa perubahan
ukuran panjang dimana ini diakibatkan oleh adanya perubahan suhu
dan akibat dari pemuaian ini dapat terlihat sangat nyata. Benda
yang berupa batangan biasanya berupa padatan jika yang terjadi pada
benda tersebut adalah pemuaian, maka pemuaian terjadi pada zat
padat perlu diperhatikan (Haliday, 1997).Pemuaian panas adalah
perubahan suatu benda yang bisa menjadikan bertambahnya panjang,
lebar, luas atau berubahnya volum karena terkena panas (kalor).
Pemuaian tiap benda akan selalu berbeda-beda, tergantung pada suhu
disekitar dan koefisien muai atau daya muai dari benda
tersebut.Pemuaian zat padat terdiri atas pemuaian zat panjang,
pemuaian luas, dan pemuaian volum atau ruang.
1. Pemuaian PanjangPada pemuaian panjang untuk zat padat berlaku
rumus:
L = L0 (1+ T)..(Persamaan 4.1.) Dengan:L0= Panjang mula-mula
(cm)L= Panjang benda setelah pemuaian (cm)L= L-L0 = Pertambahan
panjang benda akibat pemuaian (cm)= Koefesien muai panjang (0C-1
atau K-1)T= T-T0 = Kenaikan suhu (0C atau K)2. Pemuaian LuasPada
pemuaian panjang untuk zat padat berlaku rumus:
A = A0 (1+ T)..(Persamaan 4.2.) Dengan: A= Luas benda setelah
pemuaian (cm2)A0= Luas benda mula-mula (cm2)A= A-A0 = Pertambahan
luas benda akibat pemuaian= Koefesien muai panjang (0C-1 atau
K-1)T= T-T0 = Kenaikan suhu (0C atau K)3. Pemuaian Volum atau
RuangPada pemuaian volum atau ruang untuk zat padat berlaku
rumus:
V=V0 (1+ T)..(Persamaan 4.3.) Dengan: V=Volum benda setelah
pemuaian (cm2)V0= Volum benda mula-mula (cm2)V= V-V0 = Pertambanah
luas benda akibat pemuaian= Koefesien muai volum (0C-1 atau K-1)T=
T-T0 = Kenaikan suhu (0C atau K)(Zaelani, 2006).Suatu benda akan
mengalami muai panjang apabila benda itu hanya memiliki (dominan
dengan) ukuran panjangnya saja. Muai luas terjadi pada benda
apabila benda itu memiliki ukuran panjang dan lebar. Sedangkan muai
volum terjadi apabila benda itu memiliki ukuran panjang lebar dan
tinggi. Pada umumnya benda apabila dipanaskan akan mengalami suatu
gejala yang disebut pemuaian, kecuali terhadap beberapa benda
tertentu yang justru memperlihatkan gejala yang sebaliknya. Gejala
tersebut yaitu menyusut dan tidak memuai pada selang waktu tertentu
(Young, 2002).Pemuaian zat padat menimbulkan kerugian, seperti
berikut ini:1. Retaknya beton pembatas jalan2. Bengkoknya rel
kereta api3. Runtuhnya jembatanCara mengatasi masalah akibat
pemuaian zat padat1. Beton pembatas jalan dibuat terputus-putus2.
Pada sambungan dua buah rel kereta api dibuat celah pemuaian atau
model sambungan kereta api dibuat runcing pada masing-masing
ujungnya.3. Pada ujung jembatan dibuat celah pemuaian.(Zaelani,
2006).4.3. Alat dan Bahan Adapun alat dan bahan yang digunakan
dalam praktikum kali ini antara lain:1. Dasar StatifDasar Statif
yaitu alat yang berfungsi sebagai penahan beban agar tetap
seimbang.
Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014Gambar 4.1.Dasar Statif2.
Batang Statif PanjangBatang Statif Panjang yaitu batang yang
terbuat dari besi, yang panjang berfungsi sebagai tiang penahan
beban pada percobaan yang dilakukan pada saat praktikum di
laksanakan.
Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014Gambar 4.2.Batang Statif
Panjang3. Batang Statif pendekBatang Statif Pendek adalah batang
yang terbuat dari besi yang fungsinya hampir sama dengan batang
statif panjang hanya saja untuk batang ini memiliki ukuran yang
lebih pendek.
Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014Gambar 4.3.Batang Statif
Pendek4. Klem UniversalKlem Universal adalah alat yang berfungsi
sebagai penjepit batang statif dan klem universal dalam
percobaan.
Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014Gambar 4.4.Klem Universal
5. Klem Bosshead Klem Bosshead adalah alat yang befungsi sebagai
penjepit labu Erlenmeyer pada percobaan.
Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014Gambar 4.5.Klem Bosshead6.
Penggaris LogamPenggaris Logam adalah alat yang terbuat dari plat
logam, berfungsi sebagai pengukur panjang muai saat percobaan.
Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014Gambar 4.6.Penggaris Logam7.
Petunjuk KhususPetunjuk Khusus adalah alat yang terbuat dari besi
dan berfungsi sebagai jarum penunjuk yang menunjukan arah
pergeseran pemuaian pada benda saat dilakukan percobaan.
Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014Gambar 4.7.Petunjuk Khusus8.
Penyambung SelangPenyambung Selang adalah alat yang berfungsi
sebagai penyambung selang pada sumbat karet besar.
Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014Gambar 4.8.Penyambung Selang9.
Labu ErlenmeyerLabu Erlenmeyer adalah alat yang terbuat dari kaca
yang berfungsi sebagai wadah penampung air yang didihkan.
Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014Gambar 4.9.Labu Erlenmeyer
10. Pembakar SpritusPembakar Spritus adalah alat yang digunakan
untuk memanaskan air pada labu Erlenmeyer.
Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014Gambar 4.10.Pembakar Spritus11.
Selang SilikonSelang Silikon yaitu alat yang berfungsi sebagai
selang yang mengalirkan uap air yang berasal dari labu
Erlenmeyer.
Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014Gambar 4.11.Selang Silikon
12. Selang PlastikSelang Plastik yaitu alat yang berfungsi untuk
mengalirkan uap air.
Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014Gambar 4.12.Selang Plastik13.
Pipa Aluminium dan TembagaPipa Aluminium dan Tembaga yaitu bahan
yang akan dikenai panas, atau bahan untuk menguji pemuaian pada
percobaan ini.
Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014Gambar 4.13.Pipa Aluminium dan
Baja
14. Sumbat Karet Besar 1 LubangSumbat Karet Besar 1 Lubang
merupakan alat yang berfungsi sebagai penyumbat udara pada labu
Erlenmeyer.
Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014Gambar 4.14.Sumbat Karet
Besar
15. Tatakan GelasTatakan Gelas berfungsi sebagai penampung uap
air dari selang.
Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014Gambar 4.15.Tatakan Gelas16.
AirMerupakan bahan yang akan dididihkan dan hasil panas dari air
tersebut yang akan memuaikan pipa pipa tersebut.4.4. Persiapan
Percobaan dan Prosedur Kerja1. Persiapan Percobaana. Siapkan alat
dan bahan yang digunakan.b. Rakit dasar statif, batang statif
pendek dan panjang, klem universal dan bosshead sehingga membentuk
rangkaian sesuai gambar 4.16.
Sumber: Penuntun Praktikum Fisika Dasar, 2014Gambar
4.16.Rangkaian 1c. Tuangkan air kurang lebih 25 ml ke dalam labu
Erlenmeyer, kemudian rakit labu itu pada klem universal. Tancapkan
penyambung selang rapat-rapat ke lubang sumbat karet dan tutupkan
rapat-rapat sumbat itu ke dalam labu Erlenmeyer. Pasang (tancapkan)
petunjuk statif khusus pada statif B.
Sumber: Penuntun Praktikum Fisika Dasar, 2014Gambar
4.17.Rangkaian 22. Prosedur Kerjaa. Jepitkan ujung pipa baja ke
pegas jepit pada petunjuk khusus dan ujung lain pada klem bosshead
yang bawah pada batang statif vertikal. Tancapkan ujung selang
silikon pada penyambung batang selang dan ujung yang lain keujung
pipa baja. Tancapkan pula ujung selang plastik ke ujung pipa baja
yang bawah dan siapkan tatakan gelas (di ujung lain dari selang)
untuk menampung air.b. Letakkan penggaris logam diatas meja, tepat
dibawah jarum petunjuk khusus.c. Letakkan pembakar spritus tepat
dibawah labu Erlenmeyer. Nyalakan pembakar spritus dan atur posisi
labu Erlenmeyer sehingga memperoleh pemanasan yang optimal.d.
Setelah air mulai mendidih, amati gerak jarum penunjuk khusus.e.
Amati nilai (angka) yang ditunjukkan jarum penunjuk khusus pada
posisi terakhir dan catat hasil pengamatan ke dalam tabel.f.
Matikan api pembakaran spritus, lepaskan pipa baja dari rangkaian
dan dinginkan pipa tersebut.g. Ulangi langkah 1 sampai dengan 6,
untuk pipa tembaga dan pipa aluminium.h. Kemasi alat dan bahan,
selesaikan seluruh isian tabel, kemudian, diskusikan seluruh isian
tabel untuk menarik kesimpulan.
Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014Gambar 4.18.Rangkaian Percobaan
Muai Panjang
5.5. Pengolahan Data1. Tabel Hasil PengamatanTabel 5.1.Hasil
Pengamatan PemuaianJenis LogamPosisi Jarum PetunjukPerubahan
Panjang Logam
Keadaan AwalKeadaan Akhir
Tembaga20 cm19,9 cm- 0,1 cm
Aluminium20 cm22,8 cm2,8 cm
Sumber: Data Kelompok II2. PembahasanPemuaian terjadi ketika zat
dipanaskan (menerima kalor) seperti pada tabel. Ketika aluminium
dipanaskan mula-mula panjangnya (Lo) = 20 cm, dengan suhu air awal
43o C, kemudian mulai dipanaskan selama 15 menit hingga suhu air
mencapai 89o C, aluminium mengalami pemuaian dari 20 cm menjadi
22,8 cm, dengan demikian mengalami pertambahan panjang sebesar 2,8
cm.Sedangkan pada logam tembaga, justru menyimpang dari teori,
dimana panjang awal (Lo) = 20 cm, dengan suhu air awal 46o C dan
setelah dipanaskan selama 15 menit hingga suhu air naik menjadi 90o
C, tembaga justru mengalami penyusutan. Panjang awal 20 cm setelah
dipanaskan menjadi 19,9 cm atau mengalami penyusutan 0,1 cm.Hal
seperti ini disebabkan pada saat melakukan percobaan seperti
terjadinya aktivitas atau kegiatan pada sekitar meja yang
mengakibatkan meja bergetar atau juga dikarenakan kesalahan
pemasangan alat yaitu klem universal penjepit tembaga kurang
kencang yang mengakibatkan jarum penunjuk khusus seharusnya
bergerak kearah kanan justru bergerak ke arah kiri. Hasilnya angka
penunjuk tidak sesesuai dengan keadaan sebenarnya.
5.6. Penutup1. KesimpulanAdapun kesimpulan yang dapat kami ambil
dari praktikum kali ini adalah:a. Faktor-faktor yang mempengaruhi
pemuaian suatu benda yaitu suhu, waktu dan koefesien muai benda.b.
Pertambahan panjang suatu zat secara fisis ialah bergantung dari
jenis zat itu sendiri, berbanding lurus dengan panjang mula-mula
dan berbanding lurus dengan perubahan suhu.c. Benda logam akan
memuai (bertambah panjang) ketika benda tersebut dipanaskan.d.
Semakin tinggi suhu saat pemanasan, maka akan semakin panjang pula
pemuaian atau pertambahan panjangnya.2. SaranAdapun saran yang
dapat kami berikan dalam kegiatan praktikum kali ini antara lain:a.
Sebaiknya peralatan dicek secara keseluruhan, meja diberi jarak
aman untuk tidak melakukan aktivitas agar tidak mengganggu proses
percobaan dan pengambilan data.b. Sebaiknya lebih berhati-hati saat
percobaan karena selama percobaan berlangsung api yang menyala bisa
saja membakar benda yang berada di sekitarnya.c. Sebaiknya dalam
perangkaian alat lebih diperhatikan lagi agar tidak terjadi
kesalahan pada percobaan sehingga data yang didapat sesuai dengan
teori yang ada.Achmad Noor RahmanH1C112019