Modul Praktikum Fisika Dasar 1

 Bandul Matematis

Daftar Alat

• Tiang bandul 1 set

• Bandul matematis dengan benang dan gantungan 1 buah

• Stopwatch 1 buah

Tata Laksana

• Aturlah panjang tali pada 8 panjang tali yang berbeda, mulai dari panjang tali terbesar yang bisa diukur sampai panjang tali sebesar l = 15 cm. Pada setiap panjang tali waktu ayunan diukur 10 kali. Pada setiap pengukuran sepuluh periode ayunan (10·T) diukur.

• Buatlah grafik T2 terhadap l. Cari garis lurus yang paling cocok dengan titik-titik hasil ukur dan tentukanlah kemiringan a dari garis tersebut. Tentukan konstanta gravitasi g dari kemiringan a dengan memakai hubungan (1.10). 1

• Buatlah kesimpulan dari hasil yang anda peroleh dari percobaan ini.

Elastisitas

Daftar Alat

• Pegas 1 buah

• Gantungan beban untuk menggantungkan beban pada pegas 1 buah

• Beban bulat 50 g 9 buah

• Meteran 1 buah

• Stopwatch 1 buah

Tata laksana

1. Ukurlah perpanjangan pegas ?x terhadap besar massa beban yang digantungkan. Untuk itu ukurlah jarak dari satu tempat permanen di atas pegas sampai ke ujung bawah pegas atau sampai ke ujung kait yang dipakai untuk menggantungkan beban. Jarak tersebut diukur tanpa beban dan kemudian dengan beban mulai sebesar 50g sampai 450g, pada setiap 50g.

2. Buatlah grafik panjang pegas terhadap gaya gravitasi dari hasil 1.

3. Ukurlah panjang karet dengan beban mulai dari 0 sampai 450g pada setiap 50g. Kemudian ukur langsung secara terbalik, berarti beban mulai dari 450g tadi dikurangi 50g demi 50g dan pada setiap pengurangan beban, panjang karet diukur.

4. Gambarlah panjang karet terhadap gaya gravitasi dari hasil ukur 3 ke dalam grafik dari 2. Bandingkanlah dua grafik ini.

5. Pakai grafik dari 2 untuk menentukan konstanta pegas k. Gunakan (2.1) atau (2.2).

6. Gantungkan beban sebesar 250g pada pegas, ayunkan pegas dan ukur waktu ayunan. Pada satu pengukuran ukurlah sekaligus 10 periode ayunan. Pengukuran ini dilakukan 5 kali. Tentukan konstanta pegas k dengan (2.12). Perhatikan bahwa massa m dalam persamaan ini merupakan seluruh massa yang berayun, berarti kait yang dipakai untuk menggantungkan beban harus dihitung juga. Apakah pegas sendiri ikut berayun dan harus dihitung ? (Perhatikan bagian pegas bawah, tengah dan atas ketika pegas berayun.)

Hukum Newton II

Daftar Alat

• Dua rel presisi yang disambungkan dengan penyambung rel dan dengan kaki rel pada setiap ujung 1 set

• Balok tangga 1 buah

• Alas kayu untuk mengangkat ujung rel 1 buah

• Kereta dinamika untuk rel presisi 1 buah

• Rangkaian pewaktu elektronik dengan stopwatch 1 set

• penjepit rel 1 buah

Tata Laksana Percobaan

Dalam percobaan ini satu rel presisi dipakai sebagai jalur untuk sebuah kereta. Satu ujung dari rel diangkat setinggi h sehingga rel menjadi miring. Untuk mengangkat rel pada satu sisi, disediakan sebuah balok bertangga dan sebuah alas kayu. Benda yang dipercepat adalah kereta yang bisa bergerak dengan gesekan kecil di atas rel presisi. Pengaturan percobaan seperti diperlihatkan dalam gambar 3.2. Empat sudut kemiringan yang berbeda dipakai, yaitu sudut yang didapatkan dengan tinggi h sbb.: h = 2,5 cm, 3,5 cm, 4,5 cm dan 5,7 cm. Pada setiap sudut kemiringan, percepatan kereta ditentukan dengan mengukur jarak jalan kereta s dan waktu t yang ditempuh kereta saat meluncur. Dari data-data yang diperoleh, percepatan a ditentukan sesuai dengan (3.16). Waktu tempuh diukur dengan memakai rangkaian elektronik yang tersambung dengan stopwatch. Kereta pada awal percobaan tertahan pada tempatnya dengan sepotong almunium foil yang dijepitkan pada kereta dan pada penjepit kontak. Ketika penjepit kontak dibukakan, maka stopwatch mulai jalan dan kereta mulai bergerak. Stopwatch dihentikan oleh gerbang optik yang dipasang pada posisi tertentu pada rel. Pada kereta terpasang sekrup yang menonjol ke bawah. Ketika sekrup tersebut masuk ke dalam gerbang optik, stopwatch akan berhenti. Maka waktu tempuh terdapat dari waktu yang ditunjukkan pada stopwatch, sedangkan jarak tempuh kereta adalah jarak gerak dari posisi awal sampai ke posisi di mana sekrup tersebut masuk ke dalam gerbang optik. Masuknya sekrup ke dalam gerbang optik dilihat pada LED rangkaian gerbang optik yang mati ketika sekrup di dalam gerbang optik.

Pakai dua cara untuk menentukan percepatan a:

1. Pada tinggi h = 4,5 cm ukur waktu yang ditempuh dengan 6 jarak tempuh yang berbeda, mulai dari jarak sebesar s ˜ 35 cm sampai ke jarak yang terpendek sebesar s ˜ 5 cm. Waktu luncur diukur sebanyak 3 kali untuk setiap jarak tempuh. Pakai nilai rata-rata dari tiga hasil ukur ini. Buat satu grafik jarak s terhadap waktu kuadrat t2. Pakai metode grafik untuk menentukan percepatan a sesuai dengan (3.16). Perhatikan bahwa kemiringan a* dari garis miring yang didapatkan tidak sama dengan percepatan a.

2. Cara kedua untuk menentukan percepatan a dipakai pada ketinggian h = 2,5 cm, h = 3,5 cm dan h = 5,7 cm. Pada ketinggian tersebut cukup mengukur waktu luncur pada satu jarak tempuh saja. Pakai jarak tempuh sebesar s = 35 cm. Ukurlah waktu tempuhnya sebanyak 5 kali. Tentukan percepatan a memakai (3.16) dari nilai rata-rata waktu tempuh dan panjang jarak. Pada masing-masing ketinggian akan diperoleh besar percepatan a sebagai hasil ukur yang dimiliki kereta pada ketinggian tersebut. Untuk melihat hubungan antara percepatan a dan ketinggian h lebih jelas, buat grafik percepatan a terhadap tinggi kemiringan h. Tentukan konstanta gravitasi g dan gaya gesekan Fges dengan memakai metode grafis dan persamaan (3.9). Untuk menghitung Fges dari bagian sumbu y  dalam grafik, massa kereta dibutuhkan. Massa dari kereta 1 sebesar mk1 = 83,3 g ± 0,1 g, massa dari kereta 2 sebesar mk2 = 75,4 g ± 0,1 g, Massa dari kereta 3 sebesar mk3 = 83,3 g ± 0,1 g.

Bola Jatuh Bebas

Peralatan

Power supply 1 buah

• Stopwatch (counter) dengan rangkaian Start / Stop 1 buah

• Tiang alat bola jatuh bebas komplit dengan holding magnet dan sakelar kejatuhan untuk menghentikan counter 1 buah

• Meteran 1 buah

• Bola besi (gotri) beberapa buah

• Kabel 1 set

Prosedur Percobaan

1. Tentukan kecepatan counter dibandingkan waktu yang sebenarnya. Caranya: Jalankan counter selama 100 detik dan catat besar angka (waktu) yang dihitung counter dalam waktu 100 det tersebut. Perhatikan bahwa counter menghitung dari 0 sampai 9,999, kemudian kembali ke 0. Berarti counter menghitung satu kali skala penuh merupakan perubahan angka sebesar 10 atau 10 detCounter. Perhatikan, berapa kali counter kembali ke nol selama waktu 100 detik. Ulangi pengukuran ini sebanyak 5 kali. Dari hasil ukur tentukanlah skala counter. Skala counter kita definisikan: sebenarnya counter t Skala t = (4.3) Dengan tCounter sebagai besar angka (waktu) yang dihitung counter. Dari (4.3) didapatkan persamaan “terjemahan” dari hasil counter ke waktu yang sebenarnya: tsebenarnya = Skala · tcounter (4.4)

2. Susunlah peralatan seperti terlihat pada gambar 4.1.

3. Ukurlah waktu yang dibutuhkan bola untuk jatuh pada 10 ketinggian s yang berbeda-beda, mulai dari ketinggian paling besar yang bisa diperoleh sampai tinggi terkecil sebesar s = 5 cm. Pada setiap ketinggian waktu jatuh diukur sebanyak 5 kali. Counter harus di-reset pada setiap pengukuran sehingga menunjukkan nol.

4. Buat grafik s terhadap t2. Pakai waktu rata-rata dari pengukuran waktu pada masing-masing ketinggian. Perhatikan ralat statistis yang terdapat karena bola baru mulai jatuh 10 mdet setelah counter mulai jalan.

5. Tentukan percepatan gravitasi di bumi g dari kemiringan grafik.

6. Buat perkiraan ralat untuk hasil percepatan gravitasi bumi g dari ralat statistik dan perhatikan kemungkinan untuk terjadinya ralat sistematis.

Koefisien Muai Panjang

Peralatan

• Peralatan muai panjang (Jarum penunjuk, Skala, Jepitan pipa, bahan statif) 1 set

• Pipa tembaga dengan lubang 1 buah

• Pipa almunium dengan lubang 1 buah

• Ketel uap dengan selang 1 buah

• Termometer (0 – 110oC) 1 buah

Prosedur Percobaan

1. Pasang seluruh alat ukur dengan pipa uji pada alat ukur.

2. Ukur panjang logam yang diteliti (pipa uji) antara klem dan poros jarum penunjuk dan catat juga suhu ruangan percobaan.

3. Catat posisi jarum pada skala.

4. Periksa, apakah ketel uap sudah diisi dengan air (tanya pada asisten) – jika belum isilah. Sambungkan selang dari ketel uap dengan ujung pipa. Pasang selang pendek dan tempat (gelas) yang bisa menampung air yang ke luar dari ujung pipa kedua.

5. Hidupkan ketel uap.

6. Biarkan pipa uji dipanaskan sampai seluruh pipa memiliki panas yang sama dan yang maksimal bisa dicapai. Keadaan ini tercapai jika pipa sudah tidak menjadi lebih panjang lagi.

7. Catat posisi jarum penunjuk pada penggaris dan tentukan perubahan panjang pipa. Perhatikan bahwa perubahan panjang pipa lain dengan perubahan posisi jarum.

8. Seluruh pengukuran dilakukan dengan bahan almunium dan dengan bahan tembaga. Masing-masing bahan diukur tiga kali. Batang yang telah diukur dan jepitannya (klem double) harus didinginkan dalam air sebelum mulai dengan pengukuran berikut.

Voltameter Tembaga

Daftar Alat

• Peralatan voltameter tembaga 1 set

• Amperemeter 5 A atau “student meter” (alat ukur arus dan voltase) atau Multimeter YF-3503 / YF-3502 1 buah

• Sumber daya listrik, arus terregulasi 1 buah

• Stopwatch 1 buah

• Kabel 1 set

Prosedur Percobaan

1. Ampelas dulu elektrode yang akan dipakai sehingga bersih dari bahan yang mudah lepas, lalu debu hasil mengampelas dibersihkan.

2. Ukur massa katode dengan timbangan analitik. Untuk pengukuran ini katode harus kering dan bersih. Tanyalah asisten mengenai cara pemakaian timbangan analitik. Perhatikan: Timbangan analitik tidak boleh dipakai tanpa pengawasan asisten !

3. Buatlah rangkaian seperti yang diperlihatkan pada gambar 6.1. Perhatikan supaya elektrode (plat tembaga) tidak saling menyentuh. Jika elektrode saling menyentuh arus tidak akan mengalir melalui elektrolit, tetapi akan mengalir langsung antara elektrode.

4. Hidupkanlah arus dan stopwatch secara serentak. Aturlah arus I sebesar 1 A pada percobaan pertama dan sebesar 2A pada percobaan kedua. Arus I bisa diatur dengan mengatur sakelar arus pada powersupply. Catat besar arus yang dibaca pada amperemeter setiap 5 menit. Pakai arus rata-rata untuk perhitungan.

5. Setelah t = 30 menit, putuskan aliran listrik lalu keringkan katode. Tetapi katode tidak boleh dikeringkan dengan lap atau tissue karena serat tissue atau lap yang bisa tertempel pada katode akan menambah massanya dan mengubah hasil ukur. Sebab itu katode dikeringkan dengan cara memanaskannya dengan pembakar spiritus. Lalu timbang massa katode. Tentukan penambahan massa ?mCu selama percobaan.

6. Lakukan langkah seperti point 2. – 5. sebanyak 2 kali dengan selang waktu yang sama dan arus yang berbeda.

7. Tentukan besar konstanta Avogadro dari besar arus I, selang waktu t, penambahan massa ?mCu yang terendap pada katode dan massa mol dari tembaga. Pakai persamaan (6.4), (6.5) dan (6.6).

Lensa

• Bangku optik terdiri dari 2 rel presisi 50 cm yang disambungkan dengan penyambung rel dan satu pasang kaki rel 1 buah

• Penjepit rel sebagai pemegang alat di atas rel presisi 5 buah

• Lampu dengan tiang 1 buah

• Lensa 50 mm 2 buah

• Pemegang slide 1 buah

• Slide panah 1 buah

• Layar transparan 1 buah

Tata laksana percobaan

Dalam percobaan ini kita memakai sebuah bangku optik / rel presisi dengan rakitan seperti diperlihatkan dalam gambar 7.7. Pada bangku optik telah tersedia satu sumber cahaya untuk menyinari benda percobaan. Cahaya dari sumber cahaya (lampu) melewati sebuah lensa kondensor. Fungsi dari lensa kondensor untuk mengumpulkan cahaya sehingga lebih banyak cahaya yang mengenai benda percobaan. Dari benda percobaan (lubang bentuk panah) cahaya melewati lensa yang diukur jarak fokusnya dan kemudian cahaya mengenai satu layar putih. Semua komponen terpasang pada penjepit rel dan dapat digeserkan. Pada penjepit masing-masing ada panah penunjuk yang menunjukkan posisi dari komponen itu sehingga jarak-jarak antara berbagai komponen bisa diukur dengan mudah. Sebelum percobaan dimulai, lampu, lensa kondensor dan benda diatur pada posisi yang tepat sehingga seluruh benda terkena cukup banyak cahaya. Posisi dari tiga bagian ini tidak perlu diubah lagi selama percobaan dilakukan. Aturlah terlebih dahulu suatu jarak L tertentu antara benda dan layar. Pada setiap jarak L terdapat empat cara untuk menentukan jarak fokus f, berarti pada setiap jarak L terdapat empat nilai f dari berbagai cara ukur yang dijelaskan di bawah. Lakukan semua cara pengukuran f untuk 6 nilai L yang berbeda antara L ˜ 23 cm dan 50 cm. Tulislah seluruh hasil ukur serta hasil perhitungan nilainilai f ke dalam satu tabel. Bandingkanlah nilai-nilai f yang didapatkan. Apakah semua hasil sama atau berbeda (jauh) ? Cara mana di antara empat cara ini yang paling baik (teliti) untuk menentukan jarak fokus lensa ? Berapa besar hasil ratarata untuk jarak fokus f ? Empat cara untuk menentukan jarak fokus f pada setiap jarak L terdapat dari teori di atas sbb.:

1. Atur posisi lensa sedemikian rupa sehingga terdapat bayangan yang jelas pada layar. (Hal ini dilakukan tanpa mengubah posisi layar atau posisi benda yang sebelumnya telah diatur pada jarak L tertentu.) Cari bayangan yang lebih besar dulu. (Lensa lebih dekat dengan benda.) Ukurlah jarak benda S1 dan jarak bayangan S1′. Dari S1 dan S1′ jarak fokus f dihitung dengan (7.5).

2. Lalu dengan posisi lensa yang sama ukur tinggi bayangan B’ yang terbentuk. Dari besar bayangan dan besar benda, pembesaran M bisa dihitung. Dari pembesaran M dan besar S1′ jarak fokus f bisa ditentukan dengan (7.8).

3. Dengan posisi lensa dan posisi layar yang sama (L yang sama) terdapat posisi lensa kedua yang memberikan bayangan yang jelas sesuai dengan teori di atas. Geserkan lensa dan cari posisi lensa kedua ini juga dan tentukan S2 dan S2′. Tentukan jarak fokus f dari S2 dan S2′ dengan (7.5).

4. Dari jarak antara dua posisi lensa tersebut besar e bisa ditentukan. (Misalnya dengan menghitung e = S1 – S2 ). Cari jarak fokus f dari besar e dan besar L dengan (7.6). Pada posisi lensa kedua (bayangan diperkecil), kita tidak memakai persamaan (7.8).

Viskositas Zat Cair

Daftar Alat (untuk 2 kelompok kerja)

• Beaker 600 ml dengan lubang di bawah (2 buah)

• Beaker 600 ml (2 buah)

• Beaker 800 ml dengan lubang di bawah (1 buah)

• Beaker 800 ml (1 buah)

• Beaker plastik (3 buah)

• Pipa kaca 3 mm, 4 mm, 5 mm dengan prop karet untuk minyak kelapa (2 set)

• Pipa kaca 3 mm dengan prop karet untuk parafin (2 buah)

• Stopwatch (2 buah)

• Meteran (2 buah)

• Rak untuk simpan pipa-pipa (1 buah)

• Jangka sorong (1 buah)

Cara Kerja

Lakukan percobaan berikut ini dengan minyak kelapa memakai tiga pipa yang berbeda, yaitu pipa dengan diameter ˜ 3 mm, ˜ 4 mm dan ˜ 5 mm dan dengan parafin memakai hanya satu pipa, yaitu pipa dengan diameter ˜ 3 mm.

1. Pasang pipa yang akan dipakai pada gelas beaker yang mempunyai lubang di bawah. Susun gelas Beaker dengan pipa pada meja di atas dan gelas beaker yang sama besar pada meja di bawah sesuai dengan gambar 8.1 sebelah kiri.

2. Isi gelas beaker di atas dengan cairan yang akan diukur (minyak kelapa / parafin) lebih tinggi daripada batas awal pengukuran. Batas awal pengukuran adalah tanda 400 ml untuk minyak kelapa dan tanda 500 ml untuk parafin.

3. Amatilah cairan yang turun dan hidupkan stopwatch ketika permukaan cairan berada pada batas awal pengukuran. Matikan stopwatch ketika permukaan cairan berada pada batas akhir pengukuran. Batas akhir pengukuran adalah tanda 150 ml untuk minyak kelapa dan tanda 200 ml untuk parafin.

4. Tunggu sampai cairan berhenti mengalir ke bawah, lalu ukurlah jarak antara dasar gelas atas dan permukaan cairan pada gelas atas (hmin) dan jarak antara dasar gelas bawah dan permukaan cairan pada gelas bawah (hakhir).

5. Ukurlah tinggi antara dasar gelas bawah dan dasar gelas atas hKayu

6. Pindahkan cairan dari gelas bawah ke dalam gelas cadangan dengan cara yang bersih ! Cara yang bersih: Sambil gelas atas diangkat, gelas bawah ditukar dengan gelas cadangan tanpa memberikan kesempatan untuk cairan menetes ke meja. Cairan dari gelas bawah dituangkan ke dalam gelas cadangan, lalu gelas ditukar lagi.

7. Percobaan dilakukan dua kali dengan tiap-tiap pipa dan tiap-tiap cairan yang dipakai.

8. Percobaan diulangi dengan pipa yang lain sesuai tugas di atas. Untuk cairan yang lain, pakai gelas-gelas dan pipa-pipa yang lain !

9. Tentukan jarak h150ml antara dasar gelas dan tanda volume 150 ml dan jarak h400ml antara dasar gelas dan tanda volume 400 ml pada gelas atas yang dipakai untuk mengukur minyak kelapa. Tentukan besar h200ml dan h500ml pada gelas atas yang dipakai untuk mengukur parafin.

10. Tentukan besar viskositas dari masing-masing pengukuran dan viskositas rata-rata dari masing-masing cairan yang dipakai. Bandingkan hasil nilai viskositas yang didapatkan dengan menggunakan pipa yang mempunyai diameter yang berbeda.

Download :

Modul Praktikum Fisika Dasar 1