Laporan Praktikum Fisika Dasar Jurusan Teknik Sipil 2011Bab3 KelompokJ 30 BAB III KALORIMETER 3.1Maksud dan Tujuan 1.Memahami prinsip kerja kalorimeter 2.Mengukur nilai kapasitas kalor dari kalorimeter 3.Menentukan kesetaraan 1 joule = 0.24 kalori 3.2Dasar Teori Untuk melakukan proses pengukuran kalor digunakan kalorimeter. Dalam proses tersebut berlaku hukum kekekalan energi. Apabila dua buah benda yangbersuhuberbedadicampur,makabendayangbersuhutinggiakan memberikankalornyakepadabendayangbersuhurendahsehingga akhirnyaakanterbentuksuatukesetimbangantermal(suhukeduabenda itu sama). Kaloryangdiberikanolehbendayangsuhunyatinggisamadengankalor yang diterima oleh benda yang bersuhu rendah. Prinsip itu disebut Asas Black, dirumuskan dengan: Kalor yang diserap=Kalor yang dilepas Q serap=Q lepas DenganQ = m . c . t (1) Keterangan : Q = kalor yang diserap atau dilepas ( Joule atau kalori ) m = massa zat ( kg atau gr ) c= kalor jenis zat ( Joule /kg K atau kal / g C ) t = perubahan suhu ( Kelvin atau C ) Laporan Praktikum Fisika Dasar Jurusan Teknik Sipil 2011Bab 4 Kelompok J 31 3.2.1Kalor jenis zat Dari rumus diatas, maka kalor jenis zat dapat dituliskan dengan: t mQcA=. persamaan (2) Satuan kalor jenis zat : C gjoulec0= atauC gkal0 3.2.2Kapasitas Kalor Yaitukemampuansuatubendadalammenerima/melepaskaloruntuk menaikkan atau menurunkan suhu benda itu sebesar C01atau 1 kelvin. Kapasitas kalor dapat dituliskan dalam persamaan: c m C . = persamaan (3) Keterangan: C = Kapasitas kalor) (CjouleO m = massa benda (g) c = kalor jenis |.|
\|C gj0 Laporan Praktikum Fisika Dasar Jurusan Teknik Sipil 2011Bab 4 Kelompok J 32 3.3Alat dan Bahan 3.3.1Alat-alat a.Kalorimetere.Amperemeter b.Neracaf. Voltmeter c.Termometerg. Kabel penghubung d.Catu daya listrik DC h. Stopwatch 3.3.2.Bahan a. Air 3.4Gambar Alat dan Bahan Gambar3.1 Kalorimeter Gambar3.2 Neraca Gambar3.3 Termometer Laporan Praktikum Fisika Dasar Jurusan Teknik Sipil 2011Bab 4 Kelompok J 33 Gambar 3.4 Stopwatch Gambar 3.5 Amperemeter Gambar 3.6 Voltmeter Gambar 3.7 Kabel penghubung Gambar 3.8 Catu Daya Laporan Praktikum Fisika Dasar Jurusan Teknik Sipil 2011Bab 4 Kelompok J 34 BAB IV GERAK LINIER/LURUS SATU DIMENSI (GLB DAN GLBB) 4.1 Tujuan Percobaan Setelah melaksanakan percobaan gerak linier satu dimensi, mahasiswa diharapkan dapat : 1.Memahami konsep dan percobaan gerak linier satu dimensi. 2.Mengukur besar kecepatan v dan percepatan a suatu benda. 3.Membuat grafik x-t, v-t, dan a-t. 4.Mengukurbesarpercepatanrata-ratadenganmenggunakanmetode grafik. 4.2 Dasar Teori Jika suatu benda pada saaat t mempunyai kelajuan rata rata v dan saattelaht0menempuhlintasansejauhx0,makasaattpanjang lintsasan yang ditempuh :
t v x xo + =(1) Dengan
txt tx xvoAA==0(2)
Denganmengambil0 At padapersamaan(2),akandiperoleh kecepatan sesaat :
dtdxtxvt=AA= A 0lim(3) Sedangkan percepatan rata-rata a dapat dituliskan :
00t tv va=(4) Laporan Praktikum Fisika Dasar Jurusan Teknik Sipil 2011Bab 4 Kelompok J 35 Sehingga :
dtdvtvat=AA= A 0lim
Denganmenggunakanpersamaan(2),(3),(4)sertamengambilt0=0 dan
akan diperoleh :
Sehingga untuk xo=0 (5)
4.3Alat Alat 1.Motion transducer 2.Motion sensing element 3.Air Track dan Aksesorisnya 4.Air Supply dan power control 5.Beban dan benang 6.Counter dan sensor 7.Water pass Laporan Praktikum Fisika Dasar Jurusan Teknik Sipil 2011Bab 4 Kelompok J 36 4.4Prosedur Percobaan 1.Merangkai seluruh peralatan seperti gambar di bawah ini. Gambar 4.1 Setup Percobaan Gerak Lurus Satu Dimensi 2.Memasang benang pada trolly dan beban, kemudian lewatkan pada sensor.3.Menghidupkan counter dan set pada penghitungan waktu.4.Menghidupkanairsupplydanaturlahkuatlemahhembusan sehinggagesekantrollybisaseminimalmungkindantahantrolly dengan tangan. 5.Memulai pengambilan data dengan mengaktifkan mesin counter. a.Mencari kecepatan v 1.Meletakkansensor1padajarakx0,danletakkansensor2 pada jarak x, sehingga jarak antar sensor x. 2.Mencatat waktu yang ditempuh untuk menempuh jarak x. 3.Mengulangi langkah 1 dan 2 dengan memvariasikan jarak. b.Mencari percepatan a 1.Meletakkansensor1padajarakx0,danletakkansensor2 pada jarak x, sehingga jarak antar sensor x. 2.Mencatat waktu yang ditempuh untuk menempuh jarak x. 3.Mengulangi langkah 1 dan 2 dengan memvariasikan jarak Laporan Praktikum Fisika Dasar Jurusan Teknik Sipil 2011Bab 4 Kelompok J 37 6.Membuat grafik antara s-t,v-t dan a-t. 7.Menghitung besar percepatan dengan metode grafik. 3.5Alur Kerja Gambar 4.5 Skema Alur Kerja Percobaan Memasang Perangkat Percobaan seperti pada Gambar Menggantungkan beban dengan benang pada trolley Meletakkan Beban di Ujung Alat Menyalakan Counter Menyalakan Air Supply Trolly Terdorong Melewati 2 Buah Sensor Mencatat Waktu yang Tercatat di Counter Memberi Variasi Jarak Sensor Mengulangi Percobaan dengan Beban yang Berbeda Mulai Selesai Laporan Praktikum Fisika Dasar Jurusan Teknik Sipil 2011Bab 4 Kelompok J 38 4.6 Tabel Pengamatan4.1Tabel Percobaan 1 NO m1
(gr) x(m) t1
(s) t2
(s) t(s) v(m/s) a (m/s2) 1.500,23,1733,7390,5660,711,25 2.500,45,0745,6900,6161,292,10 3.500,63,2714, 4461,1751,020,87 4.500,82,2304,8712,6410,610,23 5.501,05,1108,1673,0570,670,22 4.2 Tabel Percobaan 2 NO m1
(gr) x(m) t1
(s) t2
(s) t(s) v(m/s) a (m/s2) 1.500,22,5242,7040,1802,3913,3 2.500,46,0206,7610,7411,071,45 3.500,64,4525,1220,6701,832,73 4.500,82,9383,4860,5482,925,33 5.501,02,3353,3981,0631,891,78 4.7Perhitungan Data - Percobaan 1 - Data 1x = 0,2 m t= 0,566 s v0 = 0 Laporan Praktikum Fisika Dasar Jurusan Teknik Sipil 2011Bab 4 Kelompok J 39 x = v0 t + a t2 a =
=
=
=
= 1,25 m/s2 v1 = v0 + a t = 0 + 1,25 . 0,566 = 0,71 m/s - Data 2x = 0,4 m t= 0,616 s v0 = 0 x = v0 t + a t2 a =
=
=
=
= 2,10 m/s2 v1 = v0 + a t = 0 + 2,10 . 0,616 = 1,29 m/s - Data 3 x = 0,6 m t= 1,175 s v0 = 0 Laporan Praktikum Fisika Dasar Jurusan Teknik Sipil 2011Bab 4 Kelompok J 40 x = v0 t + a t2 a =
=
=
=
= 0,87 m/s2 v1 = v0 + a t = 0 + 0,87 . 1,175 = 1,02 m/s - Data 4 x = 0,8 m t= 2,641 s v0 = 0 x = v0 t + a t2 a =
=
=
=
= 0,23 m/s2 v1 = v0 + a t = 0 + 0,23 . 2,641 = 0,61 m/s - Data 5 x = 1m t= 3,057 s v0 = 0 x = v0 t + a t2 Laporan Praktikum Fisika Dasar Jurusan Teknik Sipil 2011Bab 4 Kelompok J 41 a =
=
=
=
= 0,22 m/s2 v1 = v0 + a t = 0 + 0,22 . 3,057 = 0,67 m/s - Percobaan 2 - Data 1x = 0,2 m t= 0,180 s v0 = 0 x = v0 t + a t2 a =
=
=
=
= 13,3 m/s2 v1 = v0 + a t = 0 + 13,3 . 0,180 = 2,399 m/s - Data 2x = 0,4 m t= 0,741 s v0 = 0 Laporan Praktikum Fisika Dasar Jurusan Teknik Sipil 2011Bab 4 Kelompok J 42 x = v0 t + a t2 a =
=
=
=
= 1,45 m/s2 v1 = v0 + a t = 0 + 1,45 . 0,741 = 1,07 m/s - Data 3 x = 0,6 m t = 0,670 s v0 = 0 x = v0 t + a t2 a =
=
=
=
= 2,73 m/s2 v1 = v0 + a t = 0 + 2,73 . 0,670 = 1,83 m/s - Data 4 x = 0,8 m t= 0,548 s v0 = 0 x = v0 t + a t2 Laporan Praktikum Fisika Dasar Jurusan Teknik Sipil 2011Bab 4 Kelompok J 43 a =
=
=
=
= 5,33 m/s2 v1 = v0 + a t = 0 + 5,33 . 0,548 = 2,92 m/s - Data 5 x = 1 m t= 1,063 s v0 = 0 x = v0 t + a t2 a =
=
=
=
= 1,78 m/s2 v1 = v0 + a t = 0 + 1,78 . 1,063 = 1,89 m/s Laporan Praktikum Fisika Dasar Jurusan Teknik Sipil 2011Bab 4 Kelompok J 44 4.8 Gambar Grafik Grafik Percobaan 1 4.1 Grafik Hubungan Jarak Waktu 4.2 Grafik Hubungan Kecepatan - Waktu 0.71 1.29 1.02 0.61 0.67 00.20.40.60.811.21.40.566 0.616 1.175 2.641 3.057Kecepatan Waktu Laporan Praktikum Fisika Dasar Jurusan Teknik Sipil 2011Bab 4 Kelompok J 45 4.3 Grafik Hubungan Percepatan - Waktu Grafik Percobaan 2 4.4 Grafik Hubungan Jarak - Waktu 0.4630.4630.4630.4630.463 00.050.10.150.20.250.30.350.40.450.50.566 0.616 1.175 2.641 3.057Percepatan Waktu Laporan Praktikum Fisika Dasar Jurusan Teknik Sipil 2011Bab 4 Kelompok J 46 4.5 Grafik Hubungan Kecepatan Waktu 4.6 Grafik Hubungan Percepatan - Waktu 4.9Analisis Grafik 4.9.1Menghitung percepatan rata-rata pada percobaan 1 mt =
=
= 0,46 mt = a =0,463 m/s2 2.399 1.07 1.83 2.92 1.9 00.511.522.533.50.18 0.548 0.67 0.741 1.063Kecepatan Waktu 0.830.830.830.830.83 00.10.20.30.40.50.60.70.80.90.18 0.548 0.67 0.741 1.063Percepatan Waktu Laporan Praktikum Fisika Dasar Jurusan Teknik Sipil 2011Bab 4 Kelompok J 47 4.9.2Menghitung percepatan rata-rata pada percobaan 2 mt =
=
= 0,83 mt = a =0,83 m/s2 4.9.3Mencari Ketelitian a.Ketelitian Percobaan 1 -Kecepatan m1 =
=
= 1,667 m2 =
=
= 0,759 mt =
=
= 0,463
Kesalahan Relatif=
Ketelitian = 100-Percepatan m1 =
=
= 0,26 m2 =
=
= 0,07 mt =
=
= 0,05
Kesalahan Relatif=
Ketelitian = 100 Laporan Praktikum Fisika Dasar Jurusan Teknik Sipil 2011Bab 4 Kelompok J 48 b.Ketelitian Percobaan 2 -Kecepatan m1 =
=
= 0,668 m2 =
=
= 1,416 mt =
=
= 1,042
374
374
Kesalahan Relatif=
Ketelitian = 100 -Percepatan m1 =
=
= 0,1 m2 =
=
= 1,02 mt =
=
= 0,83
Kesalahan Relatif=
Ketelitian = 100 4.10Pembahasan a.Kecepatan benda-Percobaan 1 -Data 1 v = 0,71 m/s -Data 2 v = 1,29 m/s Laporan Praktikum Fisika Dasar Jurusan Teknik Sipil 2011Bab 4 Kelompok J 49 Data 3 v = 1,02 m/s -Data 4 v = 0,61 m/s -Data 5 v = 0,67 m/s -Percobaan 2 -Data 1 v = 2,39 m/s -Data 2 v = 1,07 m/s Data 3 v = 1,83 m/s -Data 4 v = 2,92 m/s -Data 5 v = 1,89 m/s b.Percepatan benda secara grafis-Percobaan 1 -Data 1 a = 1,25 m/s2 -Data 2 a = 2,10 m/s2 Data 3 a = 0,87 m/s2 -Data 4 a = 0,23 m/s2 -Data 5 a = 0,22 m/s2 Laporan Praktikum Fisika Dasar Jurusan Teknik Sipil 2011Bab 4 Kelompok J 50 -Percobaan 2 -Data 1 a = 13,3 m/s2 -Data 2 a = 1,45 m/s2 Data 3 a = 2,73 m/s2 -Data 4 a = 5,33 m/s2 -Data 5 a = 1,78 m/s2 c.Percepatan rata-rata benda -Percobaan 1 a1= 0,934 m/s2 -Percobaan 2 a1= 4,918 m/s2 4.11Kesimpulan Dari hasil diatas dapat disimpulkan: 1.Jarakyangditempuhsuatubendaberbandingluruswaktuyang digunakan. 2.Ketidaktelitian data disebabkan oleh :a.Pelepasan beban, penekanan air suply, dan counter tidak bersamaan. b.Keterlambatan pematian counter penghitung waktu. c.Ketidaktelitian menentukan jarak antar sensor 4.12Aplikasi dalam Bidang teknik Sipil 1.Untuk sistem irigasi. 2.Pengukuran kedalaman sumur 3.Pengukuran kedalaman laut dan lubang bor 4.GLB dan GLBB berguna dalam sistem transportasi.Laporan Praktikum Fisika Dasar Jurusan Teknik Sipil 2011Bab 4 Kelompok J 51 Sebagaicontohdalamsistemtransportasi.Denganmenghitung kecepatandanpercepatankitadapatmemperkirakanwaktuyang diperlukan untuk menempuh suatu jarak sehingga kita dapat membuat jadwalperkiraankedatangandankeberangkatanbus,keretaapidan kendaraanlain.Selainitu,kitajugadapatmenentukanpanjang minimum landasan pacu pesawatt terbang.
