SISTEM KESETIMBANGAN GAYA Nurfaida, Dedi riwanto, Nurtang, Zam’ah Laboratorium Fisika Dasar Program Studi Pendidikan fisika FMIPA Universitas Negeri Makassar Abstrak. Telah dilakukan praktikum dengan judul Kesetimbangan Gaya dengan tujuan : pertama, menyelidiki kondisi-kondisi kesetimbangan statis pada sistem tuas dua lengan dan kedua, menentukan momen gaya sistem tuas dua lengan berdasarkan prinsip kesetimbangan. Alat dan bahan yang digunakan yaitu dasar statif, kaki statif, batang statif pendek, batang statif panjang, balok pendukung, neraca pegas 1,5 N, steker poros, tuas dan beban 50 gram. Pada praktikum ini dilakukan lima kegiatan. Sebuah benda berada dalam kesetimbangan jika vektor resultan dari semua gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol dan momen gayanya nol. Sistem tuas dua lengan dengan panjang tuas disebelah kanan poros dan disebelah kiri poros sama dapat membuat kondisi-kondisi kesetimbangan statis. Resultan momen gaya tuas berdasarkan prinsip kesetimbangan adalah nol. Kata kunci: diam, kesetimbangan gaya, momen gaya nol, resultan gaya nol RUMUSAN MASALAH 1. Bagaimana kondisi-kondisi kesetimbangan statis pada sistem tuas dua lengan? 2. Berapa momen gaya sistem tuas dua lengan berdasarkan prinsip kesetimbangan? TUJUAN
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
SISTEM KESETIMBANGAN GAYA
Nurfaida, Dedi riwanto, Nurtang, Zam’ah
Laboratorium Fisika Dasar Program Studi Pendidikan fisika FMIPA
Universitas Negeri Makassar
Abstrak. Telah dilakukan praktikum dengan judul Kesetimbangan Gaya dengan tujuan : pertama, menyelidiki kondisi-kondisi kesetimbangan statis pada sistem tuas dua lengan dan kedua, menentukan momen gaya sistem tuas dua lengan berdasarkan prinsip kesetimbangan. Alat dan bahan yang digunakan yaitu dasar statif, kaki statif, batang statif pendek, batang statif panjang, balok pendukung, neraca pegas 1,5 N, steker poros, tuas dan beban 50 gram. Pada praktikum ini dilakukan lima kegiatan. Sebuah benda berada dalam kesetimbangan jika vektor resultan dari semua gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol dan momen gayanya nol. Sistem tuas dua lengan dengan panjang tuas disebelah kanan poros dan disebelah kiri poros sama dapat membuat kondisi-kondisi kesetimbangan statis. Resultan momen gaya tuas berdasarkan prinsip kesetimbangan adalah nol.
Kata kunci: diam, kesetimbangan gaya, momen gaya nol, resultan gaya nol
RUMUSAN MASALAH
1. Bagaimana kondisi-kondisi kesetimbangan statis pada sistem tuas dua
lengan?
2. Berapa momen gaya sistem tuas dua lengan berdasarkan prinsip
kesetimbangan?
TUJUAN
1. Menyelidiki kondisi-kondisi kesetimbangan statis pada sistem tuas dua
lengan.
2. Menentukan momen gaya sistem tuas dua lengan berdasarkan prinsip
kesetimbangan.
METODOLOGI EKSPERIMEN
Teori Singkat Ada dua kondisi yang harus dipenuhi oleh sebuah benda untuk dapat mencapai
keadaan kesetimbangan statis. Pertama benda tersebut harus berada dalam
kesetimbangan translasi yang berarti bahwa vektor resultan dari semua gaya yang
bekerja pada benda harus sama dengan nol. Kondisi yang lain adalah harus dalam
keadaan kesetimbangan rotasinya. Jarak tegak lurus dari pusat putaran terhadap
garis gaya aksi disebut lengan gaya . Torka τ merupakan besaran vektor yang
didefinisikan :
τ=R × F (Herman : 2014 , 43)
Efek rotasi dari sebuah benda terkadang dikaitkan dengan pusat gravitasi yang
didefinisikan sebagai gaya tunggal ke atas yang dapat menyeimbangkan atraksi
gravitasi pada semua bagian benda untuk berbagai posisi. Gambar 5.1
menunjukkan sebuah batang yang disetim pada titik B dengan w1 dan w2 adalah
berat beban gantung. Berat batang wB adalah tarikan gravitasi yang bekerja pada
pusat gravitasi C. Kondisi untuk kesetimbangan rotasi untuk sistem di atas adalah:
w1 (L1) = w2 (L2) + wB (L3)
C B
w2 L3 w1
wB
L2 L1
Gambar 5.1. sistem dalam keadaan seimbang
(Herman : 2014 , 43)
Alat dan Bahan
Alat
1. Dasar statif 1 buah
2. Kaki statif 1 buah
3. Batang statif pendek 1 buah
4. Batang statif panjang 1 buah
5. Balok pendukung 1 buah
6. Neraca pegas 1,5 N 1 buah
7. Steker poros 1 buah
8. Tuas 1 buah
Bahan
1. Beban 50 gram 3 buah
Identifikasi Variabel
Kegiatan 1 – kegiatan 5
1. Variabel manipulasi : lengan beban 1, lengan beban 2, lengan gaya
2. Variabel kontrol : berat beban 1, berat beban 2
3. Variabel respon : momen gaya
Definisi Operasional Variabel
1. Variabel manipulasi adalah variabel yang nilainya berubah-ubah. Pada
kegiatan ini terdiri atas :
a. Lengan beban 1 adalah panjang tuas dari poros sampai beban 1
dengan satuan m.
b. Lengan beban 2 adalah panjang tuas dari poros sampai beban 2
dengan satuan m.
c. Lengan gaya adalah panjang tuas dari poros sampai neraca pegas
dengan satuan m.
2. Variabel kontrol adalah variabel yang nilainya tetap. Pada kegiatan ini
terdiri atas :
a. Berat beban 1 adalah berat satu beban 50 gram yang diukur dengan
neraca pegas 1,5 N dengan satuan N.
b. Berat beban 2 adalah berat dua beban 50 gram yang diukur dengan
neraca pegas 1,5 N dengan satuan N.
3. Variabel respon adalah variabel yang menanggapi perubahan variabel
manipulasi dengan kata lain jika nilai variabel manipulasi berubah, maka
nilai variabel respon juga berubah. Pada kegiatan ini terdiri atas :
a. Momen gaya adalah hasil kali lengan gaya L1 dengan W1 , hasil
kali lengan gaya L2 dengan W1 , dan hasil kali lengan gaya Lf
dengan F neraca pegas dengan satuan Nm.
Prosedur Kerja
Menyusun/merangkai alat-alat tersebut.
Keterangan:
1. Setelah seluruh peralatan dipersiapkan sesuai dengan daftar di atas,rakitlah
seperti gambar.
2. Memasang steker poros pada balok pendukung kemudian memasang balok
pendukung pada ujung atas batang statif.
3. Memasang tuas pada steker poros dan mengatur keseimbangannya agar
anak panah tepat menunjuk vertikal kebawah.
Kegiatan laboratorium
1. Memasang beban m1 pada posisi 4 (6 cm dari pusat tuas) dan beban m2
pada posisi 10 (15 cm dari pusat tuas) disebelah kanan titik pusat tuas
(seperti gambar dibawah). Mencatat masing-masing panjang lengan beban
sebagai panjang L1 dan L2.
2. Memasang neraca pegas pada posisi (15 cm dari pusat tuas) disebelah
kanan titik pusat tuas (seperti gambar dibawah). Mencatat sebagai
panjang lengan gaya Lf.
L2
Lf
L1
Fpegas w1 w2
3. Menarik neraca pegas hingga terjadi kesetimbangan dan membaca
besarnya gaya (F) pada neraca pegas tersebut.
4. Mengulangi langkah 1 sampai dengan 3 dengan posisi m1, m2, dan neraca