Universitas Darul ‘Ulum Jombang HALAMAN PENGESAHAN Yang bertanda tangan dibawah ini, Kami selaku dosen pembimbing dalam praktikum fisika menyatakan bahwa sebenarnya : Nama : Bayu Nugroho Putro NIM : 11 590 070 Kelompok : Jurusan : Teknik Informatika Universitas Darul ‘Ulum Jombang Dalam penyusunan laporan “Praktikum Fisika“ dinyatakan telah memenuhi syarat. Demikian surat pengesahan ini kami buat berdasarkan hasil terakhir yang telah diajukan penyusun. Jombang, 10 Desember 2012 Mengetahui, Pembimbing Praktikum Fisika Ir. BAIHAQI Page 1
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Universitas Darul ‘Ulum Jombang
HALAMAN PENGESAHAN
Yang bertanda tangan dibawah ini, Kami selaku dosen pembimbing dalam
praktikum fisika menyatakan bahwa sebenarnya :
Nama : Bayu Nugroho Putro
NIM : 11 590 070
Kelompok :
Jurusan : Teknik Informatika Universitas Darul ‘Ulum Jombang
Dalam penyusunan laporan “Praktikum Fisika“ dinyatakan telah
memenuhi syarat.
Demikian surat pengesahan ini kami buat berdasarkan hasil terakhir yang
telah diajukan penyusun.
Jombang, 10 Desember 2012Mengetahui,
PembimbingPraktikum Fisika
Ir. BAIHAQI
Page 1
Universitas Darul ‘Ulum Jombang
KATA PENGANTAR
Dengan mengucap puji syukur Kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karunianya sehingga kami dapat menyelesaikan “ Praktikum Fisika Dasar “ pada laboratorium fisika Fakultas Teknik Universitas Darul ‘Ulum Jombang.
Praktikum fisika yang telah kami laksanakan merupakan syarat mutlak untuk memperolaeh gelar sarjana dan menambah wawasan tentang ilmu fisika yang merupakan penunjang dalam mempelajari ilimu-ilmu teknik lainnya.
Kami menyadari akan keterbatasan kemempuan kami dalam menyusun laporan ini sehingga masih banyak kekurangan. Oleh karena itu, kritik dan saran serta nasehat dari dosen pembimbing dan para pembaca yang bersifat membangun sangat kami harapkan demi kesempurnaan laporan ini.
Demikian laporan praktikum fisika ini kami susun dan tidak lupa kami ucapkan banyak terim kasih kepada dosen pembimbing den semua pihak yanng telah membantu dalam menyusun laporan fisika ini.
K = Konstanta yang harganya tergantung pada volume cairan, jari jari kapiler,
panjang pipa kapiler, gravitasi, kerapatan massa cairan dll.
K = (n r g a4) / (8vll ) ....................(2)
t = waktu yang diperlukan untuk mengalirkan cairan dalam satuan detik.
Dalam percobaan ini pengandaian diatas tidak terpenuhi secara sempurna, sehingga memerlukan koreksi. dengan demikian persamaan (1) menjadi:n = K t - ( 0,12 / t ) ............. (3)
Bila (t) diatur dan (K) diketahui (dari tabel) , maka harga (n) dapat ditentukan.
4. Cara Melakukan Percobaan
Viskosimeter Oswald
1. Perlihatkan letak dan kedudukan viscosimeter Oswald, usahakan agar
benar benar vertikal trhadap meja.
2. Bukalah sumbat ( p ) dan bersihkan terlebih dahulu tabung viscosimeter
ini.
3. Melalui mulut viscosimeter ( Q ) masukan cairan ( larutan alkohol ) yang
akan ditera sebanyak 3 ml.
4. Kemudian dengan bola penghisap ( O ) pindahkan cairan tersebut
melalui pipa kapiler R sampai batas titik T.
5. Setelah itu bukalah lubang penghisap sehingga permukaan cairan turun
sampai pada titik (S) dan catat waktu yang diperlukan antara titik T
sampai S.
6. Lakukan langkah nomor (4) sampai (5) sebanyak lima kali.
Setelah selesai percobaan, bersihkan kembali dan tutuplah dengan sumbat
(P) dan lihatlah ditabel harga (K) untuk cairan yang anda pakai.
Tabel Waktu Yang Dipergunakan Untuk Mengalirkan Cairan Dalam Viskometer
Oswald :
Pengukuran Waktu ( t – t ) ( t – t )2 K
1.
2.
3.
4.
5.
2011’14”
2016’78”
2019’68”
2021’22”
2032’98”
0,092
0,036
0,007
-0,0086
-0,1262
0,0006
0,0013
0,000049
0,00007
0,0159
0,05768
0,05768
Rata-rata (t) = 2020’36” ( t - t )2 = 0,017919
Page 22
Universitas Darul ‘Ulum Jombang
Ralat Mutlak :
Ralat Nisbi :
Keseksamaan : K = 100% - I = 100% - 0,041% = 99,96%
Jadi waktunya : (t) = (2020`36” 0,095)
Harga Kekentalan Zat Cair : (Persamaan 3)
poiset
tkn 12,0.21
KESIMPULAN :
a. Faktor yang mempengaruhi kekentalan / viskometer zat cair antara lain :
- Suhu - Bentuk dan Volume Zat Cair
- Rapat Massa dari zat cair
b. Dalam aliran suatu zat cair dipengaruhi oleh :
- Viskositas - Bentuk dan volume zat cair
- Suhu - Rapat Massa
VISKOSITAS ZAT CAIRDENGAN METODE VISKOSIMETER BOLA JATUH
( Kode Percobaan F4 )
1. Tujuan
Menentukan angka kekentalan (viskositas) dari suatu cairan dengan
menggunakan Viskosimeter Bola Jatuh.
Page 23
095,0)15(5
017919,0)1(
)( 2
nn
ttt
%041,0%10063022
095,0%100
xxttI
sentipoise = 12,7 poisen 1271,1)11,221(
12,0)095,022036(05768,01
sentipoise = 12,4 poise n 1239,3)41,219(
12,0)095,022036(05768,02
poisenn
n 12,52
12,7+12,42
21
Universitas Darul ‘Ulum Jombang
2. Peralatan :
1. Cairan yang akan ditera.
2. Viskosimeter bola jatuh dengan perlengkapan 1 set.
3. Bola kaca 2 buah
4. Bola besi 2 buah
5. Mikrosmeter 1 buah.
6. Stop Watch 1buah.
3. Teori
Apabila benda bergerak dalam cairan atau sebaliknya maka akan timbul gaya
yang besarnya berbanding lurus dengan kecepatanya.
Viskometer Bola Jatuh
Pada percobaan ini bola kecil dijatuhkan ke dalam cairan yang akan dukur
angka kekentalanya. Bola tersebut mula - mula akan mengalami percepatan
yang dikarenakan gaya beratnya, tetapi karena sifat kekentalan cairan, maka
besarnya kecepatannya akan semakin berkurangdan akhirnya nol. Pada saat
tersebut kecepatan bola tetap dan disebut “Kecepatan Terminal”. Hubungan
antara kecepatan terminal dengan angka kekentalan dapat diperoleh dari
“Hukum Stokes”,
Vm = (2/9) (r2g/n) (f - fo) .......(1)
yang mana : Vm = kecepatan terminal (cm/det).
n = angka kekentalan / viskositas.
r = jari - jari bola (cm)
g = percepatan grafitasi bumi (cm/det²)
n = rapat massa bola (gr/cm9)
f = rapat massa cairan (gr/cm9)
pada persamaan (3) dianggap bahwa diameter tabung relatif sangat besar
dibanding dengan diameter bola , tetapi perbandingan kedua diameter
tersebut tidak terlalu besar perlu ditambahkan faktor koreksi terhadap
persamaan diatas yaitu :
Page 24
Universitas Darul ‘Ulum Jombang
F=(1+2,4(r/R)) .......(2)
yang mana :
R = jari -jari tabung bagian dalam pada tabung yang dipakai untuk percobaan,
jari-jarinya = 1,76 cm, sehingga persamaan (1) menjadi :
m (r - m)
n = F Vm .....(3)
yang mana, F = (1 + 1,36r)
m = (2/9) r2 g
Dengan demikian bila harga n dan m diketahui sedangkan harga r dan Vm
diukur, maka harga n dapat ditentukan dari per samaan (3).
4. Cara melakukan percobaan
Viskosimeter Bola Jatuh
1. Ukurlah dengan micrometer jari-jari bola kecil yang tersedia.
2. Perhatikan keadaan / kedudukan dari titik (T) dari tabung percobaan,
dimana pada kedudukan di titik tersebut bola (G) dianggap telah
mencapai kecepatan terminalnya.
3. Tentukan titik (S) yang jaraknya : 40 cm dibawah titik (T).
4. Lakukan langkah nomer : (3) sampai 2 kali dengan jarak yang berbeda
dengan menggunakan bola yang lain.
5. Lakukan percobaan yang sama dengan menggunakan cairan yang lain.
DATA PERCOBAAN F4
Jarak (s) Diameter Bola
Berat Bola
Air Minyak Kelapa Oli
t1 t2 t3 t1 t2 t3 t1 t2 t3
80 cm
2,5 cm 20,2 gr 1’61’’ 1’71’’ 1’68’’ 1’74’’ 1’84’’ 1’66’’ 4’50’’ 4’09’’ 4’63’’
2 cm 43,78 gr 0’68’’ 0’69’’ 0’34’’ 0’70’’ 0’68’’ 0’65’’ 1’54’’ 1’22’’ 1’29’’
1,5 cm 5,23 gr 1’43’’ 1’39’’ 1’76’’ 1’53’ 1’34’’ 1’39’’ 4’05’’ 3’87’’ 3’82’’
Page 25
Universitas Darul ‘Ulum Jombang
ANALISA DATA (F4)
PERCOBAAN I- Menggunakan cairan : Air
- ƒ = Rapat massa bola kaca 2,52 gr/cm3, Bola besi 7,8 gr/cm3
- ļ = Rapat massa cair 1 gr/cm3
- g = Gravitasi Kota Jombang 9,48 m/dt2 (secara umum)
- s = Jarak 80 cm
Waktu yang diperlukan bola kaca dengan berat 20,2 gr dan d = 2,5 cm, r =1,25
cm
Waktu yang diperlukan bola kaca berat 5,23 gr dan d= 1,5 cm, r = 0,75 cm
Waktu yang diperlukan bola besi berat 43,78gr dan d = 2 cm, r = 1 cm
Page 26
tttt 1’66’’ dt3005
3681711611
3
321
dtcmtsVm 19,48
1’66’’80
poise
Vmgr 104,0152,2
48,1999,481,252
.9.2.2 2
tttt 1’53’’ dt3584
3761391431
3
321
dtcmtsVm 29,52
1’53’’80
poise
Vmgr 04,0152,2
52,2999,480,752
.9.2.2 2
dttttt 7503171
3430960860
3
321
dtcmtsVm 35,140
57,080
poise
Vmgr 102,018,7
35,140948, 912
.9..2 22
Universitas Darul ‘Ulum Jombang
PERCOBAAN II
- Cairan yang digunakan : minyak kelapa yang rapat massanya 0,84 gr/cm3
waktu yang diperlukan bola kaca berat 20,2 gr dan d = 2,5 cm, r = 1,25 cm
Waktu yang diperlukan bola kaca berat 5,23 gr dan d = 1,5 cm, r = 0,75cm
Waktu yang diperlukan bola besi berat 43,78 gr dan d = 2 cm, r = 1 cm
PERCOBAAN III :
- Cairan yang digunakan : Oli dengan rapat massanya 0,89 gr/cm3
- waktu yang diperlukan bola kaca berat 20,2 gr dan d = 2,5 cm, r = 1,25 cm
Page 27
dttttt 5713425
3661481471
3
321
dtcmtsVm 45,71
75,180
poise
Vmgr 121,084,052,2
45,71948, 9 1,252
.9..2 22
dttttt 2413624
3931431351
3
321
dtcmtsVm 56,31
42,180
poise
Vmgr 035,084,052,2
56,31948, 9 0,752
.9..2 22
dttttt 8603302
3560860070
3
321
dtcmtsVm 117,65
68,080
poise
Vmgr 113,084,08,7
117,65948, 912
.9..2 22
Universitas Darul ‘Ulum Jombang
Waktu yang diperlukan bola kaca berat 5,23 gr dan d = 1,5 cm, r = 0,75 cm
Waktu yang diperlukan bola besi berat 43,78 gr dan d = 2 cm, r = 1 cm
Tabel Rata-Rata Perhitungan Dari Percobaan I
Pengukuran 2
I
II
III
0,104
0,04
0,102
0,022
-0,042
0,02
0,000484
0,002
0,0004
Rata-rata
Page 28
dttttt 144322” ‘13
3364904054
3
321
dtcmtsVm 18,14
41,480
poise
Vmgr 29,089,052,2
14,18948, 9 1,252
.9..2 22
dttttt 193374” ‘11
3283783504
3
321
dtcmtsVm 20,46
91,380
poise
Vmgr 094,089,052,2
46,20948, 9 0,752
.9..2 22
dttttt 5313504
3921221451
3
321
dtcmtsVm 26,59
35,180
poise
Vmgr 26,089,08,7
26,59948, 912
.9..2 22
082,0 ( 00029,02
Universitas Darul ‘Ulum Jombang
Ralat Mutlak :
Ralat Nisbi :
Keseksamaan :
Tabel Rata-Rata Perhitungan Dari Percobaan II
Pengukuran 2 IIIIII
0,1210,0350,113
0,031-0,0550,023
0,000970,003
0,00053Rata-rata
Ralat Mutlak :
Ralat Nisbi :
Keseksamaan :
Tabel Rata-rata Perhitungan dari Percobaan III
Pengukuran η ( η– η ) ( η – η )2
IIIIII
0,290,0940,26
0,075-0,1210,045
0,00560,0150,002
Rata-Rata (η ) = 0,215 ( η – η )2 = 0,0226 Ralat Mutlak :
Ralat Nisbi :
Page 29
007,0
)13(3)00029,0(
1
2
N
%085,0082,0007,0%100 xGI
%92,99%085,0%100%100 IK
09,0 0045,02
027,0
)13(3)0045,0(
1
2
N
%3,009,0
027,0%100 xGI
%7,99%3,0%100%100 IK
061,0
)13(3)0226,0(
1
2
N
%3,0215,0
061,0%100 xGI
Universitas Darul ‘Ulum Jombang
Keseksamaan :
KESIMPULAN :
a. Faktor yang mempengaruhi kekentalan / viskometer zat cair antara lain :
- Suhu - Bentuk dan Volume Zat Cair
- Rapat Massa dari zat cair
b. Gambar gaya-gaya yang bekerja pada sebuah benda yang bergerak jatuh di
dalam cairan
Ff FA Keterangan :
FA = Gaya Ke Atas (Gaya Archimedes)
Fg = Gaya Gesekan ( Hukum Stokes)
W = Gaya Berat Benda (Bola)
Dimana :
FA = G rV = Koefisien Gesekan (N det/M2)
V W R = Jari-jari bola (M)
V = Jelajuan bola (M/dt)
Karena bola bergerak dengan kelajuan konstan akan berlaku persamaan :
Ff + FA = W Dimana : Ff = f . V . g f = Massa jenis Fluida
W = M . g V = Volume Bola
= b . V .g g = Percepatan Gravitasi Bumi
M = Massa Bola
b = Massa Jenis Bola
Sehingga Persamaan (1) akan di dapat :
Page 30
%7,99%3,0%100%100 IK
Universitas Darul ‘Ulum Jombang
rVG
VgfbV
VgfVgbrVGaVgbVGgVf
..
...
Sedangkan Rumus V Bola :
rGgr
fbV
dapatsehinggadir
V
..3
4
:3
4
3
3
Ggrfb 22
KESIMPULAN :
Kecepatan suatu cairan berbanding lurus dengan besar gaya yang
ditimbulkan oleh kecepatan suatu benda.Semakin kental zat cair semakin
lambat gaya yang ditimbulkan oleh gerak/kecepatan suatu benda.
KECEPATAN SUARA DI UDARA( Kode Percobaan F5 )
1. Tujuan
a. Menentukan kecepatan suara di udara.
b. Menera bilangan getar garpu tala.
Page 31
Universitas Darul ‘Ulum Jombang
2. Peralatan
1. Tabung resonansi dengan perlengkapan 1 set.
2. Garpu tala standard 1 buah.
3. Garpu tala yang kan di tera.
3. Teori
Bila sumber suara digetarkan dalam suatu kolom udara yang salah satu
ujungnya tertutup dan ujung yang lain terbuka, maka keadaan “Resonansi”
diperoleh hubungan :
L = (2m+1) 1/4 ........(1)
L = ((2m+1)/4 ) X (V/f) ........(2)
yang mana :
L = panjang kolom udara
l = panjang gelombang udara
V = kecepatan suara diudara
f = frekwensi suara diudara
m = 0,1,2,3,................ (tergantung keadan resonansi)
Gambar percobaan :
Keterangan Gambar:
a = tabung silinder besar berisi air.
b = tabung silinder kecil berlubang yang
dapat diubah sesuai dengan kolom
udara yang diperlukan.
c = jarak antara tabung dan garpu tala.
Dalam percobaan ini, kolom udara berupa tabung silinder kecil yang
kedudukanya dapat dirubah sesuai dengan panjang kolom udara yang di
perlukan. Sebagai sumber getaran dari percobaan ini dipergunakan garpu
yang mempunyai bilangan getaran standard. Bilamana garpu tala digetarkan
diujung tabung yang tebukan maka, tepat diujung tabung tidak terjadi
Page 32
Universitas Darul ‘Ulum Jombang
“perut”. Oleh karena itu diperlukan koreksi panjang kolom udara sebesar (e),
sehingga :
L = L -e ..........................................(3)
yang mana L = panjang kolom uadara yang sebenarnya dan persamaan
(2) menjadi :
L = V . m + (4 . - e) …….............(4)
2f 4f
Bila harga L’, f, m diketahui, maka kalau dibuatkan grafik L’ = f(m) untuk bermacam-macam harga : m, V, e dapat ditentukan . Atau bila: L, V, m diketahui, harga (f) dan (e) dapat ditentukan.
4. Cara Melakukan Percobaan
1. Menentukan kecepatan suara diudara
Ambillah garpu tala standard yang bilangan getarnya diketahui.
Getarkan garpu tala tersebut diatas tabung silinder kecil.
Angkatlah tabung kecil berlahan-lahan bersamaan dengan garpu tala
yang telah digetarkan (usahakan jarak c tetep), sehingga diperoleh
kolom udara yang dapat menimbulkan resonansi ke : 1, 2, 3. Catatlah L’
setiap terjadi resonansi (pada bunyi terkeras).
Catatlah tekanan udara dan temperatur kamar.
2. Menera Bilangan Getar Garpu Tala
Getarkan garpu tala yang kan ditera diatas kolom udara (ingat dalam
menggunakan garpu tala).
Aturlah permukaan air agar diperoleh kolom uadara yang dapat
menimbulkan resonansi ke : 1, 2, 3. Catatlah setiap harga L’ dari setiap
resonansi tersebut.
Catatan : usahakan (c) tetap selama percobaan
Page 33
Universitas Darul ‘Ulum Jombang
ANALISA DATA (F5)
PERCOBAAN I
Diketahui :
Lo = 17,8 cm = 0,178 m
m = 1 cm
L1= 40 cm = 0,4 m f = 341 Hz
e = L1 – L = 0,4 – 0,178 = 0,222 m
Maka :
PERCOBAAN II
Diketahui :
Lo = 17,8 cm = 0,178 m
m = 1 cm
L1 = 43 cm = 0,43 m f = 288 Hz
e = L1 – L = 0,43 – 0,178 = 0,252 m
Maka :
Page 34
2
1
/3,6362
,1272,62046
24,0
222,01364682
252,0341.4
1341. .2
4,0
42
dtmV
V– 454,2
VVVV
ef
Vmf
VL
Universitas Darul ‘Ulum Jombang
PERCOBAAN III
Diketahui :
Lo = 17,8 cm = 0,178 m
m = 1 cm
L1 = 52 cm = 0,52 m f = 512 Hz
e = L1 – L = 0,52 – 0,178 = 0,342 m
Maka :
* Menentukan Bilangan Getar Garpu Tala Dari Pertanyaan 1 pada percobaan II :
Page 35
2
1
/3,5892
1178,51728
243,0
252,01152576
252,0288.4
1288. .2
43,0
42
dtmV
V– 435,5
VVVV
ef
Vmf
VL
2
1
/1262,62
2525,23072
248,0
342,020481024
342,0512.4
1512. .2
52,0
42
dtmV
V– 1050,6
VVVV
ef
Vmf
VL
Hzf
ff
ff
efV
fV
L
15,15539,04
04,2424
04,2424
76,12228,11939,0
09,04
76,1222
28,1193,0
41
2
2
22
22
22
2
2
12
Universitas Darul ‘Ulum Jombang
KESIMPULAN :
1. Dari hasil percobaan dan perhitungan yang dilakukan, dapat diambil
kesimpulan bahwa kecepatan suara di udara, tekanan dan temperatur kamar
yang ditimbulkan oleh sumber getar tergantung pada resonansi, sehingga
dapat diketahui pada panjang usara.
2. Dari hasil percobaan tersebut, kecepatan udara yang dihasilkan tidak sama
dengan 350m/dt, hal ini disebabkan oleh :
Page 36
Universitas Darul ‘Ulum Jombang
- Garpu tala yang tidak standart
- Resonansi yang di dapat bukan yang terkeras
- Kurangnya ketelitian dalam melakukan percobaan
3. Dari grafik L1 sebagai fungsi (M), maka harga-harga yang belum diketahui
dapat ditentukan.
Ralat Perhitungan :
Percobaan V ( V – V ) ( V – V )2
1.
2.
3.
119,28
122,76
288
-57,4
-53,92
111,32
3294,76
2907,37
12392,14
Rata-rata V= 176,68 ( V – V ) 2 = 25366,1
Ralat Mutlak : 02,65)13(31,25366
Ralat Nisbi :
Keseksamaan :
LAPORAN SEMENTARA
Data Percobaan F5
Percob.Frekuen
si
Resonan
si
L1
(cm)
L2
(cm)
L3
(cm)
L0
(cm)
(Atm
)
T
(Co)L rata-rata
1.
2.
3.
341 Hz
288 Hz
512 Hz
1
1
1
40
43
52
47
56
56,5
50
61
67
17,8
17,8
17,8
1
1
1
30
30
30
38,7
44,45
48,32
Page 37
%100xV
I
%8,36%10068,176
02,65 x
%2,64%8,36%100 K
Universitas Darul ‘Ulum Jombang
Page 38
Universitas Darul ‘Ulum Jombang
TUGAS PENDAHULUAN
KECEPATAN SUARA DI UDARA
PERCOBAAN (F5)
1. Persamaan :
e
fVm
fVL
42mempunyai bentuk grafik L1 fungsi (m)
ef
Vf
VLm
ef
Vf
VLm
ef
VLm
42
2.......2
42.......1
4.......0
3
2
1
Dimana [(V/4f) – e] mempunyai harga sangat kecil mendekati nol dan
[(V/4f) – e] = 0 …. e = V/4f.
f adalah frekuensi yang besarnya konstan.
Keterangan : - Panjang kolom udara dari grafik terlihat sangat bergantung
pada besar kecilnya m selama V, f dan e dapat ditentukan dari
grafik dengan cara menentukan terlebih dahulu besarnya L1, V
dan m.
2. Gambar Bentuk Gelombang yang ada dalam kolom udara (pipa orgona
tertutup)
Pada gelombang menghasilkan nada dasar :
a. Dengan frekuensi :
ll
ll
4
443VVf
b. Pada gelombang menghasilkan nada atas kedua dengan frekuensi :
ll
ll
433/443
1VVf
Page 39
L12
L13
L11
12 13
Universitas Darul ‘Ulum Jombang
c. Pada Gelombang menghasilkan nada atas kedua
dengan frekuensi :
ll
ll
455/445
1VVf
3. Terjadinya Peristiwa Resonansi
a. Peristiwa ikut bergetarnya benda karena pada benda bergetar
mempunyai frekuensi sama tau yang satu merupakan kelipatan yang lain.
b. Sedang kolom udara berfungsi sebagai resonansi karena molekul-molekul
udara akan ikut bergetar.
LENSA DAN FOTOMETER
( Kode Percobaan F6 )
1. Tujuan
1. Mengenal sifat-sifat pembentukan bayangan oleh lensa.
2. Menentukan jarak titik api lensa positif dan lensa negatif.
3. Menentukan intensitas cahaya dari lampu listrik.
2. Peralatan.
1. Sumber cahaya dan perlengkapannya 1 set.
2. Lensa positif 1 buah.
3. Lensa negatif 1 buah.
4. Layar 1 buah.
5. Fotometer dan perlengkapannya 1 set.
6. Lampu yang akan ditera 2 buah.
7. Lampu standard 1 buah.
3. Teori
1. Diantara sebuah benda dan layar ( jarak keduanya dibuat tetap ), kita
tempatkan : sebuah lensa positif. Bila lensa tersebut kita geser-geserkan
Page 40
Universitas Darul ‘Ulum Jombang
sepanjang garis beda layar, maka akan terdapat “Dua kedudukan” lensa
yang memberikan bayangan yang jelas pada layar ( gambar 1 ). Bayangan
yang satu diperbesar ( lensa di A ), sedang yang lain diperkecil ( lensa B ).
Gambar 1
C A B D
Keterangan :
A dan B: Lensa cembung
C : Sumber cahaya dan benda berbentuk kasa.
D : Layar
Dengan mengetahui besarnya jarak antara kedudukan Lensa di A dan di B
(h) dan jarak antara benda dan layar (L) maka dapat ditentukan besarnya
titik api lensa (fp).
Dan persamaannya adalah :
fp = L 2 - h 2
4 L ...........................(1)
2. Diantara sebuah benda dan layar ditempatkan lensa positif sedemikian
rupa sehingga bayangan benda terletak pada layar. bila kemudian kita
tempatkan sebuah lensa negatif diantara lensa positif dan layar, maka
“bayangan” lensa positif akan menjadi benda (objek) dari ensa negatif.
bayangan oleh lensa negatif dapat ditangkap lagi pada layar dengan
menggeser geser kedudukan layar tersebut (Gambar 2).
+ -
E D
Page 41
C1
Universitas Darul ‘Ulum Jombang
A B C
Keterangan :D : LayarE : Sumber cahaya dan benda berbentuk kasa.
Dengan mengetahui besarnya a,b,c serta m (perbesaran total yang
ditimbulkan oleh lensa gabungan) , maka dapat di tentukan besarnya
jarak titik api lensa negatif (Fo) dari persamaan :
Bila kita meletakan sebuah layar diantara 2 suber cahaya dan terletak
pada satu garis lurus , maka setiap sumber cahaya akan memberikan fluks
cahaya (F) pada layar. Dalam percobaan ini sumber cahayanya adalah
lampu listrik dan layar adalah “fotometer” (gambar 3) Dengan mengatur
letak Fotometer dan Galfometer menunjukan “skala nol” sehingga “fluks
cahaya” yang diterima fotometer dari 2 buah lampu listrik adalah sama.
Ix = (dx2 / ds2 ) x ..............................................(3)
yang mana : Is : Intensitas yang di terima fotometer dari lampu standard.
Ix : Intensitas cahaya yang diterima fotometer dari lampu
yang ditera.
GAMBAR 3:
D
L1 ds dx L2
Keterangan :
L1 : lampu standardL2 : Lampu yang ditera D : Layar
4. CARA MELAKUKAN PERCOBAAN
1. Untuk percobaan 1
Page 42
Universitas Darul ‘Ulum Jombang
a. susunlah peralatan di landaskan optis yang telah disediakan . Catatlah
kedudukan benda dan layar serta ukuran diameter benda.
b. geser geserkan lensa tersebut sepanjang landasan optis. sehingga di
peroleh bayangan yang jelas dan diperbesar pada layar.
Page 43
Universitas Darul ‘Ulum Jombang
ANALISA DATA ( F6 )
1. Hasil percobaan Lensa dan Fotometer
Hasil percobaan mengenai bayangan yang terjadi pada gambar 1:
a. Bila jarak benda dan lensa didekatkan dan titik api lensa 2 di dekatkan
pada bayangan lensa 1, maka bayangan yang terjadi pada layar adalah :
- Maya - Terbalik
- Diperkecil
Sebab bayangan yang diterima oleh layar adalah bayangan semu lensa 2
b. Bila jarak benda lensa 1 dan titik api lensa 2 di jauhkan dengan lensa 1,
maka bayangan yang terjadi pada layar adalah :
- Maya - Terbalik
- Diperkecil
Sebab bayangan yang diterima oleh lensa adalah bayangan semu lensa 2.
2. Jarak titik api lensa positif ( + , + )
a. Diperbesar
Diketahui : L = 131 cm Diameter Benda = 2,5 cmh = 85 cm Diameter Bayangan = 4 cm
Sifat bayangan = Nyata, Terbalik
Jadi :
b. Diperkecil
Diketahui : L = 131 cm Diameter Benda = 2,5 cm
h = 93 cm Diameter Bayangan = 1 cm
Page 44
cmLhlfp 96,18524
9936524
7225171611314
8521314
222
Universitas Darul ‘Ulum Jombang
Sifat bayangan = Nyata, Terbalik
Jadi :
3. Jarak titik api lensa negatif ( + , - )
a. Diperbesar
Diketahui : a = 45 cm Diameter benda = 2,5 cm
b = 65 cm Diameter bayangan = 6 cm
c = 10 cm Sifat bayangan = nyata
Jadi :
b. Diperkecil
Diketahui : a = 76 cm Diameter benda = 2,5 cm
b = 44 cm Diameter bayangan = 1,9 cm
c = 5cm Sifat bayangan = nyata
Page 45
cmLhlfp 24, 16
524 8512
524 864917161
131493131
4
2222
cmfn
55ter bayangan = 0,8= 0, cmfn
fn
cma
bcfn
052,019,111
19,1650
12415650
11700650651
1 1045.4
651
1011
1111
Universitas Darul ‘Ulum Jombang
Jadi :
4. Intensitas Cahaya Lampu yang akan di tera
a. Diketahui : Is = 60 Watt = 800 condela
dx = 42 cm = 0,42 m ds = 80,5 cm = 0,805m
Jadi :
b. Diketahui : Is = 40 Watt = 533,33 condela
dx = 78 cm = 0,78 m ds = 44,5 cm = 0,445 m
Jadi :
5. Menentukan daya dari lampu yang di tera.
Is = 60 Watt ds1 = 80,5 cm
dx1 = 42 cm ds2 = 89,5 cm
dx2 = 33 cm
Jadi :
Page 46
cmfn
cmfn
fn
cma
bcfn
181,05,5
11
5,5 21,2
14,1175,3 x 4 )(
)5,3 x 4( )113,38,0(5,31
14
113,38,05,3
1411
1111
condelaxIsdsdxIx 78,217800
6480,01764,0
2
2
condelaxIsdsdxIx 1633,533
198,0608,0
2
2
WattxIx
WattxIx
IsdsdxIx
8,15605,89
332
33,16605,80
242
22
21
2
2
Universitas Darul ‘Ulum Jombang
KESIMPULAN :
1. Pembentukan bayangan oleh lensa tergantung pada :
- Jarak antara lensa 1 dan lensa 2
- Jarak antara benda dan lensa
2. Dari pembentukan bayangan pada layar dapat ditentukan :
- Jarak titik api
- Intensitas cahaya dari lampu listrik
-
LAPORAN SEMENTARA PRAKTIKUM FISIKA
LENSA DAN FOTOMETER
PERCOBAAN (F6)
9
Data Percobaan I
Susunan lensa
Diameter benda
Sifat bayangan
Diameter
bayangan
A - B L Keterangan
+ , ++ , +
2,5 cm2,5 cm
Pembesaran
pengecilan
4,6 cm0,5 cm
714,5 116 cm Nyata terbalik
Data Percobaan 2
Susunan lensa
Diameter benda
Sifat bayangan
Diameter bayangan A B C
+ , -+ , -
2,5 cm2,5 cm
PembesaranPengecilan
4 cm0,8 cm
62,8 cm113,3 cm
8 cm5,3 cm
52,5 cm4 cm
TUGAS PENDAHULUAN
Page 47
Universitas Darul ‘Ulum Jombang
LENSA DAN FOTO METER
PERCOBAAN (F6)
1. Kedudukan 2 lensa positif dapat membentuk bayangan yang jelas.
a. Benda berada diantara lensa dengan titik fokus, sifat bayangan :
- Maya - Diperbesar
- Tegak
b. Benda berada diantara 2 jarak fokus, sifat bayangan :
- Nyata - Diperbesar
- Terbalik
Setiap lensa memiliki 2 buah fokus dosebelah kiri dan kanan, tapi kedua titik
fokus tersebut kelensaannya sama untuk jalur sinar-sinar utama dalam lensa
positif.
Gambar jalannya sinar pada lensa positif :
Keterangan : Benda berada pada lensa titik fokus 1 dan 2 :
Bayangan tepat berada di titik fokus 3, sifat bayangan adalah :
- Nyata - Diperbesar
- Terbalik
2. Gambar jalannya sinar
3. Fluks radian adalah
- Sudut yang terbentuk oleh cahaya antara sinar datang garis normal
dan sinar pantul.
Intensitas cahaya adalah :
- Suatu kekuatan penerangan cahaya (dalam satuan candela)
Page 48
F2 F F1 F1 F2 F3
+ -
CBA
D E
Universitas Darul ‘Ulum Jombang
INDEK BIAS DAN ZAT CAIR
( kode percobaan F7 )
1. Tujuan Menentukan jarak titik api lensa. Menentukan jari jari kelengkungan bidang lensa. Menentukan indeks bias lensa Menentukan indeks bias zat cair .2. PERALATAN Lensa bi- convec 1 buah Cermin datar 1 buah Jarum berbentuk garfu 1 buah Statip 1 buah Cairan ( air )3. Teori
Gambar percobaan
1. Pada gambar diatas , bayangan jarum di bentuk oleh susunan optis
dari lensa dan cermin akan dapat di lihat dari atas Bila jarum di
geser geserkan sepanjang statip akan di peroleh suatu kedudukan
tertentu, yang mana bayangan jarum nampak sama besar dengan
jarum. Pada keadaan ini, jarak antara jarum dan lensa sama dengan
jarak titik api lensa tersebut.
2. Jika cemin di ambil , bidang bawah lensa akan bekerja sebagai
cermin cekung terhadap sinar sinaryang datangnya dari atas
( gambar 2 ). Bila (p) adalah jarak antara lensa dengan jarum pada
kedudukan dimana jarum bayangan jarum yang dibentuk oleh
susunan lensa dari bidang bawah lensa sama dengan besarnya
jarum, maka :
R1 = (P1. f) / ( f - P1 ) ........(1) dan
Page 49
Universitas Darul ‘Ulum Jombang
n = (( f .(P1+P2))-P1.P2)/((f .(P1 + P2 )) - (2P1. P2)) ...( 2)
yang mana :
f = jarak titik api lensa
R1 = jari jari kelengkungan bidang bawah lensa .
P1 = harga (p) bila jari jari kelengkungan bidang bawah adalah ( P1 )
P2 = harga (p) yang diperoleh bila lensa di balik
n = Indeks bias lensa
3. Bila diatas cermin kita teteskan zat cair, kemudian diatas tetesan
tersebut kita letakkan lensa, maka akan terbentuk susunan optis,
yaitu :lensa biconvec, lensa planconcaf (cairan) dan cermin seperti
terlihat pada gambar 3.
Jika jari jari kelengkungan bidang bawah lensa adalah (R1) maka indeks bias
cairan adalah :
n’ = f . ( P1 -f’ ) / f’ . (P1 -f )
dimana (f ‘) adalah jarak titik api gabungan antara lensa dengan cairan yang
dapat diperoleh dari kedudukan jarum yang menimbulkan bayangan yang
sama besarnya seperti gambar 1.
4. CARA MELAKUKAN PERCOBAAN1. Susunlah peralatan seperti gambar diatas .
2. Usahakan agar ujung jarum berada di sumbu optis lensa .
3. Dengan menempatkan mata di sumbu optis lensa , geser geserkan jaru
sehingga kedua ujung jarum berimpit dengan kedua ujung bayangannya .
catatlah jarak antara ujung jarum dengan lensa pada kedudukan ini.
lakukan pengamatan ini sebanyak 5 kali.
4. Ulangi percobaan nomor : 1 sampai 3 tanpa cermin datar seperti gambar
2.
5. Balikkan lensa dan kerjakan seperti percobaan nomor : 1 sampai 4 ,
bedakan mana bidang bawah dan atas lensa .
6. Setelah selesai percobaan nomor : 1 sampai 5, letakkan cermin
diatas meja ,teteskan air diatasnya kemudian letakan lensa diatas cairan
Page 50
Universitas Darul ‘Ulum Jombang
tersebut. kerjakan seperti percobaan nomor : 1 sampai 3. Lakukan
pengamatan sebanyak 5 kali.
7. Balikkan lensa kemudian lakukan seperti no.6.
ANALISA DATA F7 :
1. a. Jarak titik api lensa cembung = 2,5 cm
b. Jari-jari kelengkungan bidang lensa cembung :
2. a. Jarak titik api lensa cekung = 6,0 cm
b. Jari-jari kelengkungan bidang lensa cekung
3. Perhitungan Indeks Bias Lensa
a. Lensa Cembung
Diketahui : f = 2,5 cm P1 = 2,9 cm P2 = 4,1 cm
Jadi :
12,178,235,1789,115,17
78,2375,289,1175,2
)1,49,2(2)1,49,2(5,2)1,49,2()1,49,2(5,2
2 2121
2121
n
PPPPfPPPPf
n
b. Lensa Cekung
Diketahui : f = 6,0 cm P1 = 6,4 cm P2 = 6,8 cm
Jadi :
Page 51
cmPffP
R
cmPffP
R
41,66,125,10
1,45,25,21,4
1,184,025,7
9,25,25,29,2
2
22
1
11
cmPffP
R
cmPffP
R
1,58,08,40
8,60,60,68,6
6,94,04,38
4,60,60,64,6
2
22
1
11
Universitas Darul ‘Ulum Jombang
55,404,872,7952,432,79
)8,64,6(2)8,64,6(6)8,64,6()8,64,6(6
2 2121
2121
n
PPPPfPPPPf
n
4. Perhitungan Indeks Bias Air
a. Lensa Cembung
Diketahui : f = 3 cm P1 = 2,9 cm P2 = 4,1 cm
Jadi :
28,378,232189,1121
)1,49,2(2)1,49,2(3)1,49,2()1,49,2(3
2 2121
2121
n
PPPPfPPPPf
n
b. Lensa Cekung
Diketahui : f = 6,1 cm P1 = 6,4 cm P2 = 6,8 cm
Jadi :
67,504,8752,8052,4352,80
)8,64,6(2)8,64,6(1,6)8,64,6()8,64,6(1,6
2 2121
2121
n
PPPPfPPPPf
n
KESIMPULAN :
- Jarak titik api lensa sangat berpengaruh dalam pembentukan bayangan
- Dari jauh dekatnya titik api lensa dapat ditentukan :
a. Jari-jari kelengkungan lensa
b. Indeks bias lensa
c. Indeks bias air
LAPORAN SEMENTARA
INDEK BIAS DAN ZAT CAIR (F7)
DATA PERCOBAAN F7
Percobaan Jenis Lensa Dengan Cermin
Tanpa Cermin Dengan Air
Page 52
Universitas Darul ‘Ulum Jombang
F P1 P2 F1
1.2.
CembungCekung
2,5 cm6,0 cm
2,9 cm6,4 cm
4,1 cm6,8 cm
3 cm6,1 cm
TUGAS PENDAHULUAN
INDEKS BIAS LENSA DAN ZAT CAIR
PERCOBAAN (F7)
1. Prinsip susunan pada teori 1,2 dan 3 diatas adalah :
- Bayangan jarum di bentuk oleh susunan optis dari lensa dan cermin
dapat dilihat dari atas bila jarum digeser-geserkan akan diperoleh
kedudukan tertentu, pada saat besarnya jarum sama dengan yang ada
pada lensa, maka jarak jarum tersebut sama dengan jarak titik api lensa.
- Jika cermin diambil, bidang bawah lensa akan bekerja sebagai cermin
cekung terhadap sinar yang datang dari atas.
- Cermin di tetesi zat cair dan di atasnya diletakkan lensa maka akan
terbentuk suatu susunan optis yaitu lensa biconveks, plan conveks dan
cermin.
2. Gambar jalannya sinar pada pembentukan bayangan pada gambar 1,2 dan
3. Pembuktian persamaan 1,2 dan 3
Page 53
F1
F1
11
1 Rf
PfP
Universitas Darul ‘Ulum Jombang
2121
211
1
1
11
.2)(.)(
)1..............
1 PPPPfPPfPf
n
PffP
R
21
21
2 PPPP
n
Maka ffPP
f
211
Dibuktikan dengan persamaan 2 ke persamaan 3
21
21
111
11
11
21
11
.2.
)()(
1 PPPP
Pffp
ffPffffP
PPffPf
n
maka f1 = ½ F di Buktikan dengan persamaan 3 ke persamaan 1
1
11
1
112
2PffP
PffP
R
Terbukti
4. a. Lensa Positif b. Lensa Negatif
Terbalik, Nyata, Terbalik, Nyata, Diperbesar
Diperkecil
indeks bias adalah perbandingan kecepatan cahaya di udara dengan kecepatan
cahaya di medium tersebut. Indeks bias sesuai dengan perubahan kecepatan
medium yang lalui, jika cahaya bergerak ke arah yang berlawanan, kebalikannya
jika sinar melintasi maka akan menjauhi garis tinjauan.
PANAS YANG DI TIMBULKAN ARUS LISTRIK( Kode percobaan F8 )
1. Tujuana. Menentukan panas yang ditimbulkan oleh arus listrik.b. Membuktikan hukum Joule dan menentukan harga dari satuan Joule.
2. Peralatan1. Kalorimeter dengan perlengkapannya 1 set (K).
Page 54
11
1 Rf
PfP
Jadi
Universitas Darul ‘Ulum Jombang
2. Termometer 1 buah (T).3. Adaptor 1 buah (e).4. Stopwatch 1 buah.5. Tahanan geser 1 buah (Rg).6. Amperemeter 1 buah (A).7. Voltmeter 1 buah (V).8. kabel satu set.
3. TeoriBila antara ujung ujung kawat konduktor diberi beda potensial listrik,
maka elektron bebas akan melalui konduktor tersebut. Elektron tersebut
menumbuk partikel partikel konduktor selama beda potensial tersebut
diberikan. dengan demikian elektron elektron tersebut dapat dianggap
bergerak dengan kecepatan rata rata tetap. karena tumbukan , elektron akan
kehilangan sebagian dari tenaga geraknya dan diberikan pada partikel
partikel konduktor, getearan dari partikel tersebut akan bertambah (tenaga
geraknya akan bertambah besar),sehingga konduktor menjadi panas.
Dalam percobaan ini kawat tahanan berbentuk spiral yang dialiri arus
listrik (dialiri beda potensial) di masukkan ke dalam air , sehingga terjadi
perpindahan panas dari tahanan kawat spiral ke air yang keadaannya lebih
dingin. dengan demikian derajat pertambahan panas (dH/dt) berbanding
lurus dengan besar arus listrik i (ampere) dan besarnya beda potensial listrik
V (volt).
(dH/dt) = V.i .......................(1)
Bila i dan V adalah tetap maka persamaan (1) dapat di integralkan menjadi :
H = V . i . t ................(2)
Keterangan :
H = Jumlah pertambahan panas yamg timbul (satuan joule)
t = Lama waktu ketika dialiri arus listrik (detik )
Maka bila V , i dan t diukur, H dapat dihitung. sedangkan panas yang
diterima oleh air adalah :
Q1 = W ( T - Tm ) .............................(3)
dan panas yang di terima oleh kalorimeter dan pengaduk :
Page 55
Universitas Darul ‘Ulum Jombang
Q2 = 0,26 W ( T - Tm ) .....................(4)
yang mana :
Q1 = Jumlah panas yang diterima oleh air (kalori)
Q2 = jumlah panas yang diterima kalorimeter dan pengaduk ( kalori ).
W = berat air ( gram )
T = Temperatur air (oC)
Tm = temperatur mula mula (oC)
0,26 W = harga air
Berdasarkan azas black yang mana panas yang diterima sama dengan
panas yang diberikan dengan demikian persamaan (2) sama dengan
penjumlahan antara persamaan (3) dan (4). dengan demikian kita dapat
menentukan harga satuan joule kedalam sat7uan satuan kalori.
Rangkaian Percobaan 1
Rg + _
E + A
- + V -
termometer
lilitan air K
Gambar 1 : Rangkaian percobaan kombinasi pertama
E + - V +
- - A +
Page 56
Universitas Darul ‘Ulum Jombang
termometer
Rg
lilitan air K
Gambar 2 Rangkaian percobaan kedua
4. Cara Melakukan Percobaan1. Rangkain gambar 1 dan 2 jangan dihubungkan dengan tegangan PLN
sebelum mendapat ijin dari asisten.
2. Isilah kalorimeter (K) dengan air dan catat berat air dalam kalorimeter.
3. Berikan beda potensial selama 10 menit dan usahakan supaya arusnya
mengalir dengan mengatur tahanan geser (Rg).
4. Catatlah temperatur (T) setiap 30 detik selama 10 menit.
5. Ulangi percobaan di atas ( nomor 1 sampai 4) dengan menggunakan
gambar 2.
ANALISA DATA (F8)
1. Rangkaian IKenaikan suhu setiap 10 menit dalam 40 menit dengan diketahui :- Suhu awal = 29o C - Massa air = 26,3 gr- Amperemeter = 0,5 A - Volt Meter = 1 Volt
Tabel Kenaikan Suhu Setiap 10 MenitWaktu Suhu
10 Menit20 Menit30 Menit40 Menit
31o C32o C
32,5o C33o C
2. Rangkaian IIKenaikan suhu setiap 10 menit selama 40 menit dengan diketahui :- Suhu awal = 37o C - Massa air = 86,2 gr- Amperemeter = 0,2 A- Volt Meter = 5 V
Tabel Kenaikan Suhu Setiap 10 MenitWaktu Suhu
Page 57
Universitas Darul ‘Ulum Jombang
10 Menit20 Menit30 Menit
33o C33,5o C
o C
3. Perhitungan Pertambahan Panas
No. V (Volt) I (A) t (dt) H = V x I x t ( rangkaian I )123
888
0,5600
12001800
8 x 0,5 x 600 = 2400 Joule = 576 Kalori8 x 0,5 x 1200 = 4800 Joule = 1152 Kalori8 x 0,5 x 1800 = 7200 Joule = 1728 Kalori
No V (Volt) I (A) t (dt) H = V x I x t ( rangkaian II )123
121010
0,20,20,2
60012001800
12 x 0,2 x 600 = 1440 Joule = 345,6 Kalori10 x 0,2 x 1200 = 2400 Joule = 576 Kalori
10 0,2 x 1800 = 3600 Joule = 864 Kalori
4. Tabel Jumlah Panas ( Q1) yang diterima airNo. W T T mo Q1 = W (T-Tmo) ( rangkaian I ) Q2