Contoh Laporan Praktikum Fisika Dasar Pengukuran Pada Benda Padat

Laporan Praktikum Fisika Dasar 1 Pengukuran Pada Benda Padat

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I

PENGUKURAN DASAR PADA BENDA PADAT

Tanggal Percobaan : 02 November 2012

Nama Asisten :1.      Angela Maryam, S.Si2.      Nasrudin, S.Si3.      Ibnu Mahbubah

Penyusun :1.    Ajie Romana Putra                      0621 12 0702.    Fatimatul Husnul H                     0621 12 0693.    Riska Eka Wijayanti                   0621 12 053

LABORATORIUM FISIKAPROGRAM STUDY KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS PAKUAN

BOGOR2012

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Tujuan Percobaan            a. Mempelajari dan menggunakan alat-alat ukur            b. Menentukan volume dan massa jenis zat padat            c. Menggunakan teori ketidakpastian

I.2 Teori DasarBesaran dan SatuanBesaran dalam fisika diartikan sebagai sesuatu yang dapat diukur, serta memiliki nilai besaran (besar) dan satuan. Sedangkan satuan adalah sesuatu yang dapat digunakan sebagai pembanding dalam pengukuran. Satuan Internasional (SI) merupakan satuan hasil konferensi para ilmuwan di Paris, yang membahas tentang berat dan ukuran. Berdasarkan satuannya besaran dibedakan menjadi dua, yaitu besaran pokok dan besaran turunan. Besaran pokok adalah besaran yang digunakan sebagai dasar untuk menetapkan besaran yang lain. Satuan besaran pokok disebut satuan pokok dan telah ditetapkan terlebih dahulu berdasarkan kesepakatan para ilmuwan. Besaran pokok bersifat bebas, artinya tidak bergantung pada besaran pokok yang lain. Dimensi suatu besaran adalah cara besaran tersebut tersusun atas besaran-besaran pokoknya. Pada sistem Satuan Internasional (SI), ada tujuh besaran pokok yang berdimensi, sedangkan dua besaran pokok tambahan tidak berdimensi. Cara penulisan dimensi dari suatu besaran dinyatakan dengan lambang huruf tertentu dan diberi tanda kurung persegi.

1.    Pengukuran Cara Statis

Pengukuran cara statis digunakan untuk mengukur volume zat padat yang teratur bentuknya (kontinu) dapat pula dilakukan secara tidak langsung dengan mengukur perubah (variabel) yang membangunnya. Pengukuran cara statis pada zat padat contohnya pada balok dan silinder.

                                                                    a.       BalokVolume balok dapat juga dilakukan dengan cara mengukur panjang lebar dan tinggi dari balok itu sehingga :

Vbalok = p x l x t

Dengan;P   = panjang balokL   = lebar balokT   = tinggi balok

                        Untuk menghitung massa jenis balok dilakukan dengan cara mengukur massa benda tersebut dibagi dengan volume benda itu sehingga :

                         Dengan :

                      v = volume benda

b.      Silinder  volume silinder dapat juga dilakukan dengan mengukur jari-jari dan panjang silinder itu sehingga:

Vsilinder = π r2.t

Dengan;d = diameter silindert = tinggi silinder

r = jari-jari silinder                                 Untuk menghitung massa jenis silinder dilakukan dengan cara mengukur massa benda tersebut dibagi dengan volume benda itu sehingga

 =

Dengan : silindersilinder                      v = volume silinder

Untuk mengukur tingkat ketelitian benda, dapat dihitung dengan menggunakan cara :

2.      Pengukuran secara dinamis

Dalam pengukuran secara dinamis untuk menentukan massa jenis suatu benda pada suatu percobaan, diterapkan Hukum Archimmides :setiap benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya ke dalam fluida, akan mendapat gaya ke atas sebesar beratfluida yang dipindahkan oleh benda itu.Melalui pemahaman ini kita akan membandingkan harga massa jenis yang dihitung secara konfensional (hitung massa dan volume) dan dengan menerapkan hukum Archimides. Contoh pengukuran secara dinamis salah satunya terdapat pada kunci.

Menghitung volume pada benda padat secara dinamis ( contohnya mengukur volume kunci) dapat dilakukan dengan cara mengurangi massa udara dengan massa air sehingga :V = Mu – Ma

Dengan ;Mu = Massa udaraMa = Massa air

Massa jenis (rapat massa) suatu zat adalah massa tiap satuan volume atau dapat dirumuskan:

ρ = m/v

Dengan ;ρ = massa jenis (Kg/m3)M = massa zat (Kg)V = volume zat (m3)

Jika massa dan volume dapat diketahui dengan cara menimbang zat itu dengan timbangan atau neraca teknis sehingga besaran massa dapat diukur langsung dengan alat ukurnya. Untuk mengukur langsung volume zat padat dapat dilakukan dengan memasukkan zat padat itu ke dalam gelas ukur yang berisi zat cair. Apabila zat itu tenggelam seluruhnya maka perubahan penunjukan volume itu dari zat padat tersebut.

Tetapi untuk mengukur volume zat padat besarannya tidak selalu dapat diukur langsung seperti itu karena terdapat zat padat yang massa jenisnya lebih kecil dari zat cair sehingga kalau zat padat tersebut dimasukkan ke dalam zat cair akan mengapung atau melayang ( tidak tenggelam seluruhnya).

BAB IIALAT DAN BAHAN

II.1 Alata.       Jangka SorongJangka sorong terdiri atas dua bagian, yaitu rahang tetap dan rahang geser. Skala panjang yang terdapat pada rahang tetap merupakan skala utama, sedangkan skala pendek yang terdapat pada rahang geser merupakan skala nonius atau vernier. Nama vernier diambilkan dari nama penemu jangka sorong, yaitu Pierre Vernier, seorang ahli teknik berkebangsaan Prancis. Skala utama pada jangka sorong memiliki skala dalam cm dan mm. Sedangkan skala nonius pada jangka sorong memiliki panjang 9 mm dan di bagi dalam 10 skala, sehingga beda satu skala nonius dengan satu skala pada skala utama adalah 0,1 mm atau 0,01 cm. Jadi, skala terkecil pada jangka sorong adalah 0,1 mm atau 0,01 cm. Jangka sorong tepat digunakan untuk mengukur diameter luar, diameter dalam, kedalaman tabung, dan panjang benda sampai nilai 10 cm.

b.      Mikrometer SekrupMikrometer sekrup sering digunakan untuk mengukur tebal bendabenda tipis dan mengukur diameter benda-benda bulat yang kecil seperti tebal kertas dan diameter kawat. Mikrometer sekrup terdiri atas dua bagian, yaitu poros tetap dan poros ulir. Skala panjang yang terdapat pada poros tetap merupakan skala utama, sedangkan skala panjang yang terdapat pada poros ulir merupakan skala nonius. Skala utama mikrometer sekrup mempunyai skala dalam mm, sedangkan skala noniusnya terbagi dalam 50 bagian. Satu bagian pada skala nonius mempunyai nilai 1/50 × 0,5 mm atau 0,01 mm. Jadi, mikrometer sekrup mempunyai tingkat ketelitian paling tinggi dari kedua alat yang telah disebutkan sebelumnya, yaitu 0,01 mm.

c.       Neraca TeknisMassa benda menyatakan banyaknya zat yang terdapat dalam suatu benda. Massa tiap benda selalu sama dimana pun benda tersebut berada. Satuan SI untuk massa adalah kilogram (kg). Alat untuk

mengukur massa disebut neraca. Ada beberapa jenis neraca, antara lain, neraca ohauss, neraca lengan, neraca langkan, neraca pasar, neraca tekan, neraca badan, dan neraca elektronik. Setiap neraca memiliki spesifikasi penggunaan yang berbeda-beda. Jenis neraca yang umum ada adalah neraca tiga lengan dan empat lengan. Pada neraca tiga lengan, lengan paling depan memuat angka satuan dan sepersepuluhan, lengan tengah memuat angka puluhan, dan lengan paling belakang memuat angka ratusan.

d.      Bejana GelasBejana gelas digunakan untuk mengukur volume dengan teorema Archimedes

e.      ThermometerAdalah alat untuk mengukur suhu ruangan

f.      BarometerAdalah alat yang digunakan untuk mengetahuui tekanan dalam ruangan.

g.      KalkulatorDigunakan sebagai alat bantu hitung

II.2 Bendaa.       Sebuah balok tembagab.      Sebuah sillinder besic.       Sebuah kunci

BAB IIIMETODE PERCOBAAN

III.1 Cara Statis :a.       Mengukur panjang dan lebar benda padat dengan tempat yang berlainan. Kemudian membuat hasil pengukuran dalam bentuk tabel masing-masing.b.      Mengukur ketebalan benda dengan mikrometer skrupc.       Menentukan massa benda padat dengan cara ditimbang ( hanya satu kali)d.      Mencatat suhu ruangan pada awal dan akhir percobaane.       Mengukur benda padat yang lain dengan harga rata0rata masing-masing penyimpangan.III.2 Cara dinamis :a.       Menentukan massa benda dengan cara ditimbangb.      Menimbang satu kali lagi benda yang tergantung tersebut, yang terendam seluruhnya dalam air. ( airnya tidak ikut tertimbang dan benda tersebut tidak mengenai dasar bejana )c.       Mencatat suhu air dalam ruangan pada awal dan akhir percobaand.      Mengulangi seluruh pengukuran tersebut pada benda padat yang lain

                                                                    BAB IV      DATA PENGATAN DAN PERHITUNGAN

Berdasarkan pengamatan dan percobaan yang telah dilakukan pada hari jum’at 02 November 2012, maka didapatkan hasilnya sebagai berikut :

Keadaan ruangan P (cm) Hg Temperature (0C) C (%)

Sebelum percobaan 76,5 (cm) Hg 27 0C 68 %

Sesudah percobaan 76,5 (cm) Hg 28 0C 68 %

a.       Cara StatisTable Pengamatan Balok TembagaMassa balok tembaga: 66,5 gram

No. P (cm) L (cm) T (cm) V (cm3) ρ(gr/cm3)

1 4,01 1.9 1 7,619 8,72

2 4 1,875 1 7.5 8,86

3 4 1,875 1 7,5 8,86

X 9,34 4,4 1 7,539 8,813

Δx 3,773 1,78 0

o     Tingkat Ketelitian

=  

=  = ( )= 99,1 %

Table Pengamatan Besi SilinderMassa besi Silinder : 61,5 gram

No.

D (cm) r (cm) t (cm) V (cm3)

ρ(gr/cm3)

1 1,630 0,815 4,04 8,433 7,292

2 1,628 0,814 4,04 8,413 7,310

3 1,629 0,8145 4,04 8,423 7,301

X 1,629 0,8145 4,04 8,423 7,301

Δx 5,744x10-

4

2,886x10-

4

5,77x10-3

o     Tingkat Ketelitian 

=  = 0,937 × 100%= 93,7%b.      Cara DinamisTabel Pengamatan Kunci

Benda

ma (gr) mu (gr) V (cm3) ρ(gr/cm3)

Kunci

12,5 10,92 1,58 7,91

BAB VPEMBAHASANBerdasarkan percobaan pertama yang dilakukan pada balok tembaga, didapatkan data ukuran panjang, lebar, tinggi, volume serta massa benda.Sehingga dapat diperhitungkan sebagai berikut :Diketahui, Tabel Perhitungan dan massa benda (balok ) = 66,5 gram                                       Percobaan 1 Diketahui : - P = 4,01 cm- L = 1,9 cm- T = 1 cm

Volume        =     P x L x T =     4,01cm × 1,9 cm × 1 cm=      7,619 cm3 cm3            Massa Jenis =    =  = 8, 72 gr/cm3                                         Percobaan 2 Diketahui : - P = 4 cm- L = 1,875 cm- T = 1 cm

Volume        =     P x L x T=     4 cm × 1,875 cm × 1 cm

=    7,5 cm3       Massa Jenis =    =  = 8, 6 gr/cm3                                      Percobaan 3 Diketahui : - P = 4 cm- L = 1,875 cm- T = 1 cm

Volume        =     P x L x T=     4 cm × 1,875 cm × 1 cm=     7,5 cm3            Massa Jenis =    =  = 8, 6 gr/cm3

§  Δρ =

=== 8,64 gr/cm3

a.       Standar defiasi         Percobaan 1, Δp == =  =  =     = 3,773 cm

         Percobaan 2, Δl =  ==  =

=  = 1,78 cm

         Percobaan 3, Δt ==== 0Dari hasil perhitungan volume dan massa jenis, kami dapat menentukan tingkat ketelitian pengukuran dengan literatur ρ tembaga 8,9 gr/cm3 adalah :

=  

=  = ( )= 99,1 %Jadi, tingkat ketelitiannya adalah 99,1%

Berdasarkan percobaan kedua yang dilakukan pada silinder besi, didapatkan data ukuran diameter, jari-jari diameter,tinggi, volume, serta massa benda.Sehingga dapat diperhitungkan sebagai berikut :Diketahui, Tabel Perhitungan dan massa benda (silinder ) =61,5gram                                       Percobaan 1 Diketahui : - d = 1,630 cm                - r = 0,815 cm- t = 4,04 cm- =Volume        =     π r2.t =      . (0,185)2 . 4,04

=     8,433 cm3            Massa Jenis =    =  = 7,292 gr/cm3

Percobaan 2 Diketahui : - d = 1,628 cm                - r =  0,814 cm- t = 4,04 cm- =

Volume        =     π r2.t =     1,628 cm × 0,814 cm × 4,04 cm=     8,413 cm3

Massa Jenis =    =  = 7,310 gr/cm3                                         

Percobaan 3 Diketahui : - d = 1,629 cm                - r = 0,8145 cm- t = 4,04 cm- =Volume        =     π r2.t =     1,629 cm × 0,8145 cm × 4,04 cm=     8,423 cm3      Massa Jenis =    =   = 7,301 gr/cm3

§  Δρ ==== 7,301 gr/cm3

b.      Standar defiasi         Percobaan 1,ΔD == =  =  =     = 5,77×10-4 cm

         Percobaan 2,Δr =  = =  =  =     = 0,99 cm

         Percobaan 3,Δt =  = =  =     = 0

o     Dari hasil perhitungan volume dan massa jenis, kami dapat menentukan tingkat ketelitian pengukuran dengan literatur ρ besi 7,8 gr/cm3 adalah :

=  

= 0,937 × 100% = 93,7%Jadi, tingkat ketelitiannya sebesar 93,7%

Berdasarkan percobaan ketiga, kita menggunakan cara dinamis. Cara dinamis adalah pengukuran terhadap benda yang elastis atau bentuknya tidak beraturan.Nama benda :KunciDiketahui :a.       Massa di udara ( mu) sebesar 12,5 gram (menggunakan neraca o’haus)b.      Massa di air (ma) sebesar 10,92 gramc.       Volume kunciV =  mu - ma        

=  12,5 gr – 10,92 gr=1,58 cm3

d.      Massa jenisρ = == 7,91 gr/cm3

BAB VIKESIMPULAN

Mengukur itu sangat penting untuk dilakukan. Mengukur dapat dikatakan sebagai usaha untuk mendefinisikan karakteristik suatu permasalahan secara kuantitatif. Dan jika dikaitkan dengan proses penelitian atau sekedar pembuktian suatu hipotesis maka pengukuran menjadi jalan untuk mencari data-data yang mendukungnya.                                        Dengan pengukuran ini kemudian akan diperoleh data-data numerik yang menunjukkan pola-pola tertentu sebagai bentuk karakteristik dari fenomena atau permasalahan tersebut. Dengan

demikian, maka dapat dihasilkan suatu kesimpulan yang bersifat kualitatif berdasarkan pola-pola yang dihasilkan oleh data-data kuantitatif tersebut.Pengukuran harus dilakukan dengan kecermatan yang tinggi dan dilakukan dengan alat yang sesuai agar hasil pengukuran meminimalisirkan kesalahan.

Hasil Pengukuran harus dituangkan dalam bentuk tabel dengan baik agar tidak perlu dilakukan pengukuran ulang yang mengaibatkan lamanya proses perhitungan data kembali.Percobaan pada balok tembaga menghasilkan ketelitian hampir mencapai 100 % atau sebesar 99,1% dan bahkan besi silinder sebesar 93,7%. Namun pada pengukuran secara langsung pada kunci didapatkan data sebesar 10,048 gram/cm3.Dari percobaan yang telah dilakukan dapt diambil kesimpulan, sebagai berikut :§  Untuk pengukuran volume suatu benda dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu cara statis dan cara dinamis sesuai dengan bentuk dan sifat benda (elastis atau tidak elastis).§  Pengukuran dengan cara statis tingkat ketelitiannya lebih besar daripada cara dinamis karena cara statis hanya dilakukan untuk pengukuran benda berbentuk beraturan, sedangkan cara dinamis dilakukan untuk pengukuran benda yang berbentuk tidak beraturan.

DAFTAR PUSTAKA

  Buku Penuntun Praktikum Fisika Dasar, Laboratorium Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Pakuan 

http://muhammadnuruddin071644036.blogspot.com/2010/10/massa-jenis-zat-padat-bentuk-teratur.html

  http://seilandra.blogspot.com/2011/01/laporan-praktikum-pengukuran-dasar-pada 26.html  hilliday, David & Robert Resnick. 1985. Fisika. Erlangga. Jakarta

TUGAS AKHIR1.      Berikan keterangan mengapa tebal benda tidak diukur dengan jangka sorong, melainkan dengan mikrometer sekrup ?2.      Apakah massa tali tipis dapat diabaikan dalam tingkat ketelitian 1 % ?3.      Tentukan volume benda-benda padat dengan kedua cara !4.      Dari kedua cara diatas, manakah menurut pengamatan yang paling teliti ?5.      Tentukan massa jenis benda-benda tersebut !6.      Dari langkah 5, tentukan jenis benda-benda tersebut !7.      Tentukan volume benda-benda tersebut pada suhu oC, langkah 6 !8.      Sebutkanlah salah satu cara lain untuk menentukan volume benda padat !

Jawaban :

1.      Fungsi dari setiap alat ukur yang sejenis memanglah sangat berbeda, contohnya pada kasus ini, “mengapa dalam melakukan percobaan pengukuran tebal suatu benda alat yang digunakan bukanlah jangka sorong melainkan mikrometer skrup? “ kita dapat memaparkan sekilas bahwa fungsi utama dari mikrometer skrup adalah untuk mengukur ketebalan suatu benda hal ini karena mikrometer dirancang untuk melakukan pengukuran hingga ketelitian yang amat kecil, sangat cocok untuk mengukur tebal suatu benda yang memiliki ukuran yang amat kecil sehingga diperlukan suatu alat dengan ketelitian yang memadai juga. Contohnya pengukuran pada tebal sebuah kertas, tebal sebuah koin logam, dan lain-lain

2.      Iya, hal ini dikarenakan masa sebuah tali tipis dianggap mempunyai massa 0 (jika bahan yang digunakan amatlah ringan) karena apabila kita perhitungkan kira-kira massa tali dalam percobaan yang kami lakukan memiliki berat 0,0001 gram sama sekali tidak berpengaruh besar.! Sehingga dalam ketelitian 1% pun masih dari angka yang jauh. Semua hal itu kembali pada penggunaan bahan jenis tali tersebut.3.      Hasil pengamatan percobaanMenggunakan cara statis :a.       Pada benda balok (tembaga), didapat melalui rumus volume balok yaitu: V= p x l x tDimana :   P =panjang       L =lebar           T = tinggicontohnya : Pada Percobaan 1 Diketahui : massa benda (balok ) = 66,5 gram                                       - P = 4,01 cm- L = 1,9 cm- T = 1 cm

Volume        =     P x L x T 

=     4,01cm × 1,9 cm × 1 cm=      7,619 cm3 cm3       

b.      Pada Benda silinder (besi), didapat melalui rumus volume silinder atau tabung = (π . r2. t )Dimana :    π =                r = jari-jari       t = tinggiContohnya pada percobaan 1 Diketahui : massa benda (silinder besi) = 61,5gram                                       - d = 1,630 cm                - r = 0,815 cm- t = 4,04 cm- =Volume        =     π r2.t =      . (0,185)2 . 4,04=     8,433 cm3       

Menggunakan cara dinamis-          Pada KunciDilakukan melalui perhitungan percobaan dari pengukuran selisih antara massa kunci ketika di timbang di udara dengan selisih massa kunci ketika di timbang dalam air (V=mu-ma)Dimana :Mu= massa kunci ketika ditimbang di udara (gram)Ma= massa kunci ketika ditimbang di air (gram)Diketahui : Massa di udara ( mu) sebesar 12,5 gram (menggunakan neraca o’haus)                   Massa di air (ma) sebesar 10,92 gramMaka Volume kunci :V =  mu - ma        

=  12,5 gr – 10,92 gr=  1,58 cm3

4.      Sejauh ini data pengamatan kelompok kami menunjukan bahwa dengan cara statis-lah keakuratan

percobaan hampir mencapai angka 90% ke atas, berbeda dibanding dengan cara dinamis yang data pencariannya tergantung dari pengamatan orang yang melakukan percobaan, terlebih lagi melalui cara dinamis banyak halangan yang selalu muncul, mulai dari angin yang mempengaruhi dalam kegiatan penimbangan benda, keefektifan alat, dan lain-lain5.      Massa jenis.Pada percobaan pengukuran balok tembaga menggunakan cara statis yaitu cara dari perhitungan massa yang didapat dibagi dengan volume yang didapat dari percobaan (7,619 gr/cm3). Dengan rumus : ρ=Diketahui : massa benda = 66,5 gram             V =  7,619 gr/cm3

ρ =    =     = 8, 72 gr/cm3                                         Pada percobaan pengukuran silinder besi menggunakan cara statis yaitu cara dari perhitungan massa yang didapat dibagi dengan volume yang didapat dari percobaan ( 8,433 cm3). Dengan rumus : ρ=Diketahui : massa benda 61,5 gr    Volume benda 8,433 cm3

Maka massa jenis nya adalah :ρ=  =                   = 7,292 gr/cm3

         Perhitungan ρ kunci dengan mengikuti alur dari perhitungan system dinamis, maka akan didapat hasil volume dengan mencari selisih antara ketika kunci ditimbang di udara dengan kunci ketika di timbang di dalam air, lalu masukan kedalam rumus massa jenis.Diketahui : massa udara = 12,5 gr                   Volume        = 1,58 cm3

Maka Massa jenisnya adalah :

ρ = =  = 7,91 gr/cm3

6.      Dari hasil pengamatan percobaan maka akan didapatkan nilai ketelitianya, sesuai data pengamatan maka kami simpulkan :a.       Dari hasil perhitungan volume dan massa jenis balok , kami dapat menentukan tingkat ketelitian pengukuran dengan literatur ρ tembaga 8,9 gr/cm3 adalah :

=  

=  = ( )= 99,1 %                                            nilai ketelitiannya mendekati nilai ρ tembaga dalam literature, Maka dengan hasil ketelitian = 99,1 % dapat dipastikan benda terbuat dari bahan tembagab.      Dari hasil perhitungan volume dan massa jenis silinder, kami dapat menentukan tingkat ketelitian pengukuran dengan literatur ρ besi 7,8 gr/cm3 adalah :

=  = 0,937 × 100% = 93,7%nilai ketelitiannya mencapai 93,7% mendekati dengan ρ literature besi, Maka dapat disimpulkan benda tesebut 93,7%  terbuat dari besi

7.      Dikarenakan perubahan suhu tidak mengalami kenaikan dan penurunan, maka perhitungan pengukuran benda tidak berpengaruh apapun terhadap

jalannya percobaan (lihat di tabel percobaan)8.      Selain cara statis yaitu dengan cara mengukur volume benda dengan rumus bangun ruang, ada pula cara dinamis, yaitu pencarian data volume suatu benda dengan cara mencari selisih berat benda ketika diukur di udara dengan yang diukur didalam air. Cara ini memiliki syarat yaitu bentuk benda tidak beraturan, contohnya terdapat pada kunci.