JURNAL PRAKTIKUM GERAK LURUS BERATURAN DAN GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN ANGGI YUNIAR PUTRI 1301154492 KELOMPOK IF2B LABORATORIUM FISIKA DASAR PROGRAM PERKULIAHAN DASAR DAN UMUM UNIVERSITAS TELKOM 2015-2016
JURNAL PRAKTIKUM
GERAK LURUS BERATURAN DAN GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN
ANGGI YUNIAR PUTRI
1301154492
KELOMPOK IF2B
LABORATORIUM FISIKA DASAR
PROGRAM PERKULIAHAN DASAR DAN UMUM
UNIVERSITAS TELKOM
2015-2016
GERAK LURUS BERATURAN DAN BERUBAH BERATURAN
I. TUJUAN
1. Mempelajari Gerak Lurus Beraturan (GLB) dan Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
menggunakan pesawat attwood.
2. Menentukan momen inersia roda katrol pada pesawat attwood.
II. ALAT –ALAT
1. Pesawat Attwood lengkap
Tiang berskala
Katrol dan tali
Dua (2) bebas bermassa
2 Beban tambahan
Penjepit beban
Penyangkut beban
Landasan akhir
2. Jangka sorong
3. Stopwatch
4. Neraca teknis lengkap
III. TEORI DASAR
Hukum I Newton menyatakan bahwa, jika resultan gaya yang bekerja pada suatu system
(benda) sama dengan nol, maka system dalam keadaan setimbang, artinya benda tersebut akan
Bergerak Lurus Beraturan (GLB). Pada hokum II Newton, disimpulkan bahwa:
1. Arah percepatan benda sama dengan arah resultan gaya yang bekerja pada benda.
2. Besarnya percepatan sebanding gayanya
3. Bila ada gaya bekerja pada benda maka benda mengalami percepatan, sebaliknya bila
benda mengalami percepatan tentu ada gaya penyebabnya.
Untuk percepatan (a) yang tetap/konstan, maka berlaku persamaan gerak yang disebut sebagai
gerak lurus berubah beraturan sebagai berikut :
x = x0 + v0 + t + ½ at2 dengan a = F/m
Jadi, GLB adalah gerak benda pada lintasan lurus dengan kecepatan tetap tanpa ada
percepatan dan GLBB adalah gerak benda pada lintasan lurus dengan percepatan atau
perlambatan tetap.
Grafik GLB
S V
T t
Grafik s terhadapt Grafik v terhadap t
Grafik GLBB
v (m/s) V
V0
t(s) t
Grafik v terhadap t Grafik v terhadap t dengan v0
s (m) a
pecepatan
t (s) waktu t
Grafik s terhadap t Grafik a terhadap t
Momen inersia adalah ukuran kelembaman suatu benda untuk berotasi terhadap
porosnya, Momen Inersia (I) suatu benda terhadap poros tertentu besarnya sebanding dengan
massa benda tersebut dan sebanding dengan kuadrat dari jarak benda terhadap poros.
I ~ m
I ~ r2
Untuk katrol dengan beban seperti pada gambar 1 maka berlaku persamaan:
Sehingga berlaku persamaan:
a = _______m3g_______
m1 + m2 + m3 + ½
R
Dengan :
a = percepatan gerak beban (m/s2)
m = massa beban ( kg)
l = momen inersia katrol ( kg m2)
r = jari jari katrol (m)
g = percepatan gravitasi ( m / s2)
IV. PENGOLAHAN DATA
Tentukan Data-data awal berikut :
Data massa beban dan jari-jari katrol
m1 ± ∆ m1 = 78,1 ± 0,005 gram
m2 ± ∆ m2 = 78,1 ± 0,005 gram
m3 ± ∆ m3 = 4 ± 0,005 gram. (beban tambahan 1)
m4 ± ∆ m4 = 2 ± 0,005 gram. (beban tambahan 2)
R ± ∆R = 6,466 ± 0,001 cm.
Cara mencari ∆ m = ½ . 0,01
= 0,005
Cara mencari ∆ R = ½ . 0,002
= 0,001
r = jari-jari
d = 12,9 + 0,032
12,932 ½
Jadi r = 6, 466
Table Data Pengamatan Gerak Lurus Berubah Beraturan
No. Dengan 1 beban tambahan Dengan 2 beban tambahan
Jarak AB TAB Jarak AB TAB
1. 0,15 m 1,31 s 0,15 m 0,83 s
2. 0,20 m 1,41 s 0,20 m 1,01 s
3. 0,25 m 1,66 s 0,25 m 1,12 s
4. 0,30 m 1,95 s 0,30 m 1,28 s
Cara mencari percepatan S = S0 + V0 t + ½ a t2
0 0
S = a ½ t2
x b y
Dengan 1 Beban Tambahan
No. X Y x2 y2 Xy
1. 0,15 0,8580 0,0225 0,7361 0,1287
2. 0,20 0,9940 0,04 0,9880 0,1988
3. 0,25 1,3778 0,0625 1,8983 0,3444
4 0,30 1,9012 0,09 3,6145 0,5703
∑ 0,9 5,131 0,215 7,2369 1,2422
a = percepatan
n = banyak percobaan
y = t2 : 2
s = ½ a t2
b = N ∑ (xy) - ∑x - ∑y
N ∑ x2 - (∑x)2
= 4 (1,2422) – (0,9)(5,131)
4 (0,215) – (0,9)2
= 4,9688 – 4,6179
0,86 – 0,81
= 0,3509
0,05
b = 7,018
∆y2 = ½ ∑y2 - ∑x2 (∑y)2 – 2 ∑x ∑y ∑(xy) + N (∑xy)2
N ∑ x2 - (∑x)2
= ½ 7,2369 - 0,215 (5,131)2 – 2 (0,9) (5,131) (1,2422) + 4 (1,2422)2
4 (0,215) (0,9)2
= ½ 7,2369 - 0.215 ( 26,3271) – 11,4727 + 6,1722
0,86 – 0,81
= ½ 7,2369 - 5,6603 – 11,4727 + 6,1722
0,05
= ½ 7,2369 - 0,3598
0,05
= ½ ( 7,2369 - 7,196 )
= ½ ( 0,0409 )
∆y2 = √0,02045
∆y = 0,1430034965
= 0,1430
∆b = ∆y N
√ N ∑x2 – (∑x)2
= 0,1430 4
√ 4 (0,215) – (0,9)2
= 0,1430 4
√ 0,86 – 0,81
= 0,1430 4
√ 0,05
= 0,1430 √ 80
= 0,1430 ( 8,9442)
= 1,2790206
∆b = 1,2790
Pelaporan b ± ∆b = 7,018 ± 1,2790 m/s2
TK = 1 - ∆b x 100%
b
= 1 - 1, 2790 x 100%
7,018
= ( 1 – 1,82245654 ) x 100%
= ( 1 – 1,8224) x 100%
= 0,8224 x 100%
= 82,24%
Dengan 2 Beban Tambahan
No. X Y x2 y2 xy
1. 0,15 0,34445 0,0225 0,1186 0,0516
2. 0,20 0,51005 0,04 0,2601 0,102
3. 0,25 0,6272 0,0625 0,3933 0,1568
4 0,30 0,8192 0,09 0,6710 0,2457
∑ 0,9 2,3009 0,215 1,443 0,5561
b = N ∑ (xy) - ∑x - ∑y
N ∑ x2 - (∑x)2
= 4 (0,5561) – (0,9)(2,3009)
4 (0,215) – (0,9)2
= 2,2244 – 2,07081
0,86 – 0,81
= 0,15359
0,05
b = 3,0718
∆y2 = ½ ∑y2 - ∑x2 (∑y)2 – 2 ∑x ∑y ∑(xy) + N (∑xy)2
N ∑ x2 - (∑x)2
= ½ 1,433 - 0,215 (2,3009)2 – 2 (0,9) (2,3009) (0,5561) + 4 (0,5561)2
4 (0,215) (0,9)2
= ½ 1,433 - 0.215 ( 5,2941) – 2,3031 + 4 (0,3092)
0,86 – 0,81
= ½ 1,433 - 1,1382 – 2,3031 + 1,2369
0,05
= ½ 1,433 - 0,072
0,05
= ½ ( 1,443 - 1,44 )
= ½ ( 0,003 )
∆y2 = √0,0015
∆y = 0,0387
∆b = ∆y N
√ N ∑x2 – (∑x)2
= 0,0387 4
√ 4 (0,215) – (0,9)2
= 0,0387 4
√ 0,86 – 0,81
= 0,0387 4
√ 0,05
= 0,0387 √ 80
= 0,0387 ( 8,9442)
= 0,34614054
∆b = 0,3461
Pelaporan b ± ∆b = 3,0718 ± 0,3461 m/s2
TK = 1 - ∆b x 100%
b
= 1 - 0,3461 x 100%
3,0718
= ( 1 – 0,1126 ) x 100%
= ( 0,8874) x 100%
= 88,74%
Momen Inersia (I)
a 1 ? a2 ?
I = m . r2
I1 = m3. g - m1 – m2 – m3 r2
a
I1= 0,004 . 9,78 - 78,1 – 78,1 – 0,004 6,4662
7,018
= 0,03912 - 78,1 – 78,1 – 0,004 41,8091
7,018
= [-156,1985] 41,8091
= 156,1985 . 41,8091
= 6530,5232
I2 = ( m3 + m4 ) g -- m1 – m2 – m3 – m4 r2
a2
I2 = ( 0,004 + 0,002 ) 9,78 - 78,1 – 78,1 – 0,004 – 0,002 6,4662
1,443
= 0,006 . 9,78 - 78,1 – 78,1 – 0,004- 0,002 41,8091
1,443
= 0,05868 - 78,1 – 78,1 – 0,004- 0,002 41,8091
1,443
= [0,0406 - 78,1 – 78,1 – 0,004- 0,002] 41,8091
= [-156,1654] 41,8091
= 156,1654 . 41,8091
= 6529,1348
I rata-rata = 6530,5232 + 6529,1348 = 13059,658 = 6529,829
2 2
∆I Maks [ I - I1 ] = [ 6529,829 – 6530,5232]
= [- 0,6942] = 0,6942
[ I – I2 ] = [ 6529,829 – 6529,1348]
= [ 0,6942] = 0,6942
Diketahui
I = m . r2
g = 9,78
d = 12,9 + 0,032
12,932 = 6,466
2
Jadi r = 6,466
a = percepatan
a1 = 7,018
a2 = 1,443
Pelaporan { I ± Imaks} = { 6529,829 ± 0,6942} kg m2
TK = 1 – 0,6942 x 100%
6529,829
= 1 – 0,0001063121255.. x 100%
= 0,9999 x 100%
= 99,99%
Grafik table GLBB 1. Grafik a terhadap t
a
percepatan
7,018
1,31 1,41 1,66 1,95 t
Grafik table GLBB 2. Grafik a terhadap t
a
percepatan
1.443
0,83 1,01 1,12 1,28 t
Table Data Pengamatan Gerak Lurus Beraturan
No. Jarak BC T BC
1. 0,10 m 0,26 s
2. 0,15 m 0,36 s
3. 0,20 m 0,53 s
4. 0,25 m 0,73 s
Mencari kecepatan rata-rata v = s / t
s = v . t
x b y
No. X Y x2 y2 Xy
1. 0,10 0,26 0,01 0,0676 0,026
2. 0,15 0,36 0,0225 0,1296 0,054
3. 0,20 0,53 0,04 0,2809 0,106
4 0,25 0,73 0,0625 0,5329 0,1825
∑ 0,7 1,88 0,135 1,011 0,3685
b = N ∑ (xy) - ∑x - ∑y
N ∑ x2 - (∑x)2
= 4 (0,3685) – (0,7)(1,88)
4 (0,135) – (0,7)2
= 1,474 – 1,316
1,54 – 0,49
= 0,158
0,05
b = 3,16
∆y2 = ½ ∑y2 - ∑x2 (∑y)2 – 2 ∑x ∑y ∑(xy) + N (∑xy)2
N ∑ x2 - (∑x)2
= ½ 1,011 - 0,135 (1,88)2 – 2 (0,7) (1,88) (0,3685) + 4 (0,3685)2
4 (0,135) (0,7)2
= ½ 1,011 - 0.135 ( 3,5344) – 0,969892 + 0,543169
0,54 – 0,49
= ½ 1,011 - 0,477144 – 0,969892 + 0,543169
0,05
= ½ 1,011 - 0,050421
0,05
= ½ ( 1,011 - 1,00842 )
= ½ ( 0,00258 )
∆y2 = √0,00129
∆y = 0,03591656999
= 0,0359
∆b = ∆y N
√ N ∑x2 – (∑x)2
= 0,0359 4
√ 4 (0,135) – (0,7)2
= 0,0359 4
√ 0,54 – 0,49
= 0,0359 4
√ 0,05
= 0,0359 √80
= 0,0359 ( 8,944)
= 0,3210896
∆b = 0,3210
Pelaporan b ± ∆b = 3,16 ± 0,3210 m/s2
TK = 1 - ∆b x 100%
b
= 1 - 0,3210 x 100%
3,16
= ( 1 – 0,1016106329 ) x 100%
= ( 1 – 0,1016 ) x 100%
= 0,8984 x 100%
= 89,84%
Grafik GLB, grafik v terhadap t
v
kecepatan
3,16
0,26 0,36 0,53 0,73 t
V. ANALISA
1. Lakukan analisa apakah gerak tersebut benar-benar beraturan mengingat ketilitian alat-alat
yang anda gunakan
Jika melihat grafik akan terlihat bahwa gerak-gerak tersebut terjadi secara beraturan
2. Jelaskan kekurangan-kekurangan yang ada pada percobaan yang dilakukan dan jelaskan
pula pengaruhnya dalam percobaan
Pesawat attwood harus berada dalam keadaan tidak bergerak sedikitpun, karena akan
sangat mempengaruhi waktu. Dimana beban tidak akan tepat jatuh di celah
penyangkut
3. Jika beban tambahan ditambah lagi, jelaskan pengaruhnya pada percepatan dan kecepatan
benda
Jika massa benda ditambah maka kecepatan dari benda tersebut juga akan bertambah
karena massa dan kecepatan berbanding lurus berbeda dengan percepatan yang
apabila massa benda ditambah maka percepatan semakin rendah karena mereka saling
berbanding terbalik.
4. Dari hasil pengamatan anda, apakah Hukum Newton II benar-benar berlaku, jelaskan
jawaban anda
Hukum II Newton berlaku disini karena terlihat bahwa percepatan berbanding lurus
dengan gayanya dan berbanding terbalik dengan massanya.
5. Jelaskan pengaruh momen inersia (I) pada percobaan anda
Dengan adanya momen inersia. Maka akan berpengaruh pada percobaa, yaitu bila dua
buah partikel berinteraksi. Maka dikatakan bahwa tiap partikel mengerjakan gaya
pada benda lain. Menurut Newton, laju perubahan momentum pada sebuah partikel
merupakan ukuran sebuah gaya yang bekerja padanya. Momen inersia berpengaruh
karena hasil percepatan yang diperoleh sesuai dengan hokum 2 newton yaitu massa
secara kuantitatif. Memperlihatkan antara gaya gerak dengan gaya benda secara
kuantitatif.
6. Bagaimana pengaruh perubahan massa beban terhadap nilai momen inersia
Momen inersia sangat berpengaruh pada massa. Percepatan gerak benda, jari-jari
katrol, dan percepatan gravitasi bumi. Jika momen inersianya besar maka massa yang
dimiliki benda juga pasti besar, karena saling berbanding lurus.
7. Adakah cara yang lain untuk menentukan nilai momen inersia katrol
Cara untuk menentukan momen inersia katrol dengan menggunakan momen torsi
yaitu ∑Ʈ = la
Tugas Screen Shoot pada blog http://anggiyuniarputri.student.telkomuniversity.ac.id/