72043923 laporan praltikum fisika itn elekto
Post on 27-Oct-2015
64 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Laporan Praktikum Fisika Dasar
BAB I
PENDAHULUAN
Ilmu pengetahuan dan teknologi merupakan ilmu yang sangat pesat dalam
perkembangannya sehingga dapat menimbulkan dampak positif maupun negatif
dalam kehidupan manusia. Penemuan-penemuan baru bermunculan dalam upaya
untuk mencari kesejahteraan hidup bagi kita yang melangkah dalam bidang ilmu
pengetahuan dan teknologi yang menyangkut suatu teori dan praktik hendaknya
mendapat dasar-dasar aplikasi yang nantinya dapat dikembangkan. Hal ini
merupakan pengalaman yang berguna untuk melaksanakan praktikum fisika.
Ilmu fisika merupakan suatu ilmu yang sangat penting karena sering
memudahkan untuk mewakili suatu alat/sistem secara keseluruhan dengan suatu
gejala fisis. Teknik perwakilan secara mendekati untuk suatu peralatan fisis yang
rumit dengan suatu model yang relatif sederhana merupakan suatu bagian yang
penting dalam teknik elektro. Salah satu kelebihan model semacam itu adalah
dapat diterima untuk dianalisis dengan menggunakan metode matematika yang
telah dikenal sebelumnya.
Oleh karena itu, untuk lebih memahami suatu konsep fisika, maka
dilaksanakan praktikum fisika yang bertujuan agar mahasiswa :
1. Dapat mengetahui sekaligus menggunakan secara langsung alat-alat
tersebut dalam laboratorium fisika.
2. Dengan mengikuti percobaan dari beberapa peralatan fisika dapat
membuktikan akan kebenaran teori yang didapat di bangku kuliah.
3. Dapat lebih mengerti dan mengetahui karakteristik dari beberapa
permasalahan yang ada pada percobaan tersebut.
4. Karena dalam praktikum ini dibutuhkan ketelitian maka mahasiswa
dituntut memberanikan diri agar lebih teliti dan berkonsentrasi penuh
dalam percobaan.
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
1
Laporan Praktikum Fisika Dasar
BAB II
PEDOMAN DALAM MELAKSANAKAN PRAKTIKUM
DAN CARA PENGOLAHAN DATA
2.1 Saat mengerjakan percobaan.
1.1 Hati-hati.
Kebanyakan percobaan fisika tidak berbahaya, tetapi ada yang berbahaya.
Anda juga harus bertanggungjawab atas alat yang mahal (misal : laser,
osiloskop, dsb). Alat yang jatuh adalah suatu kecelakaan akibat kurang
waspada. Salah sambung alat elektrik adalah penyebab lain.
1.2 Pahami tujuan percobaan.
Ingat terus tujuan tersebut, jangan sampai banyak hal yang kecil membuat
anda lupa hal yang besar.
1.3 Kalau mungkin, kerjakan seluruh percobaan secara kasar dulu.
Hasil sementara ini berfungsi untuk menyesuaikan diri dengan peralatan,
dan akan memberikan jangkauan nilai yang akan anda peroleh saat
mengerjakan secara sungguh-sungguh.
1.4 Rekam pengamatan anda dalam buku ini, bukan pada secarik buram.
Data anda adalah bahan yang paling berharga yang anda miliki, dan harus
disimpan dengan baik.
2.2 Laporan
Urutan penulisan dalam pembuatan laporan
Lembar Persetujuan.
Lembar Asistensi.
Kata Pengantar
Daftar Isi
BAB I : Pendahuluan (latar belakang, maksud dan tujuan pratikum).
BAB II : Kegiatan dalam melaksanakan praktikum (urutan kegiatan,
analisa alat, ralat data, dsb).
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
2
Laporan Praktikum Fisika Dasar
BAB III : Percobaan yang anda lakukan (konsultasi dengan
pembimbing).
BAB IV : Penutup (kesimpulan dan saran).
Lampiran-lampiran :
Kartu peserta praktikum (K.P.P).
Data pengamatan praktikum.
2.3 Ralat
Dalam suatu pecobaan kita selalu melakukan pengukuran pada besaran
(variable) yang berkaitan. Nilai hasil suatu pengukuran pada dasarnya
merupakan pendekatan dari nilai sesungguhnya. Kita tidak akan pernah tahu
besarnya nilai yang sesungguhnya, yang dapat kita ketahui apakah suatu nilai
pendekatan.
Sebagai contoh bila kita melakukan pengukuran diameter kawat dengan
mikro meter, dari beberapa kali pengukuran akan kita dapatkan hasil
pengukuran yang kadang-kadang sama dan kadang-kadang berbeda. Dengan
kata lain yang variasi hasil pengukur, akibatnya kita tidak tahu nilai yang
sebenarnya dari hasil pengukuran kita tersebut.
Selisih antara nilai pengukuran dengan nilai sesungguhnya disebut sebagai
ralat (ketidakpastian pengukuran).
2.3.1 Macam-macam ralat
Berdasarkan pada faktor-faktor penyebab timbulnya, ralat dapat
digolongkan menjadi 3 macam :
A. Ralat Sistematis.
Ralat Sistematis merupakan ralat yang tetap, yang disebabkan oleh faktor-
faktor :
1. Alat
a) Kesalahan kalibrasi alat, seperti pembagian skala yang tepat atau
kesalahan posisi nol.
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
3
Laporan Praktikum Fisika Dasar
b) Interaksi antara alat dengan yang diukur. Misalnya pengukuran
arus listrik dengan menggunakan amperemeter mempengaruhi
hasil ukur dalam hal ini arus yang terukur bukan nilai sebenarnya.
2. Kesalahan Perseorangan.
Kesalahan ini merupakan kesalahan-kesalahn yang disebaban oleh
kebiasaan pengamat. Misalnya pembaca skala yang tidak tegak lurus
(kesalahan paralaks).
3. Kondisi Percobaan.
Ini merupakan kesalahan oleh kondisi percobaan yang tidak sama
dengan kondisi ketika alat dikalibrasikan. Misalnya penimbangan
benda di Malang dengan menggunakan timbangan pegas yang
dikalibrasi di London, maka hasil penimbangan akan salah apabila
tidak dilakukan koreksi terhadap percepatan gravitasi.
4. Teknik pengukuran yang kurang sempurna.
Kesalahan ini dilakukan karena cara pengukuran yang salah. Misalnya
dalam pengukuran kalor listrik, penetapan selisih suhu awal dengan
suhu kamar tidak sama dengan selisih suhu akhir dengan suhu kamar.
Ralat-ralat sistematis seperti diuraikan diatas dapat dihindari dengan
koreksi-koreksi terhadap hasil pengukuran atau dilakukan dengan
menghilangkan penyebab timbulnya ralat.
B. Ralat Kebetulan
Ralat Kebetukan merupakan ralat yang ditimbulkan oleh faktor-faktor:
1. Kesalahan menaksir.
Pada setiap alat ukur, selalu ada pembagian skala terkecil dan
penafsiran terhadap pembagian skala terkecil dapat berlainan dari
waktu ke waktu oleh bermacam-macam sebab dan pengamat.
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
4
Laporan Praktikum Fisika Dasar
2. Kondisi pengukuran yang berfluktuasi.
Dalam pengukuran sering kali kondisi sekitar (pengukuran) berubah-
ubah tetapi dalam skala yang kecil, sehingga tidak dapat dirasakan
secara langsung oleh pengukur. Misalnya perubahan tekanan udara
oleh suatu pengukuran titik didih air, atau mungkin perubahan suhu
udara sekitar.
3. Gangguan.
Gangguan ini merupakan faktor luar yang mempengaruhi pengukuran
alat, maupun obyek ukur. Misalnya dalam pengukuran arus listrik
karena ada getaran dari luar (kendaraan, suara, dll.), penunjuk jarum
amperemeter bergoyang, akibatnya pembacaan arus ikut berubah-ubah.
4. Definisi.
Yang dimaksud ralat jenis ini adalah keadaan obyek ukur yang
dianggap homogen. Misalnya dalam suatu pengukuran diameter pipa,
karena pipanya kurang sempurna mengakibatkan pengukuran diameter
akan berbeda tergantung posisi pengukuran.
Ralat kebetulan ini akan selalu ada dalam suatu pengukuran (tidak dengan
pengukuran yang berulang-ulang).
C. Ralat Kesalahan Tindakan Pengukuran.
Ralat jenis ini terjadi karena kesalahan yang dilakukan oleh pengukur.
Misalnya dalam mencatat waktu ayunan sebanyak 10 ayunan terjadi
kesalahan menghitung hanya sebanyak 9 ayunan.
2.4 Analisa Data.
A. Angka penting.
Adalah merupakan angka pengukuran yang diperoleh dari batas
pengukuran pada batas angka perkiraan sampai desimal tertentu, yang
merupakan angka penting dalam percobaan.
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
5
Laporan Praktikum Fisika Dasar
Contoh 1
Pada pembacaan skala termometer celcius ingin diperoleh data pada
ketelitian sampai dua desimal.
Termometer menunjukan angka 37,2537°C
Maka angka 3,7 dan 2 masih terbaca dengan tepat, maka disebut angka
pasti, sedangkan angka 5 adalah angka perkiraan atau angka penting.
Karena penting sekali dalam perhitungan, jadi pembacaan termometer
adalah 37,25°C.
Contoh 2
Pembacaan alat ukur amperemeter 8,4246 mA (2 desimal), maka
pembacaan amperemeter adalah : 8,424 mA.
Catatan penulisan bilangan angka penting.
1. Jika bilangan itu salah satu dari : 4, 5, 6, 7, 8 dan 9 maka ditulis satu
angka saja.
2. Jika bilangan itu salah satu dari : 1, 2, dan 3 maka ditulis 2 angka.
B. Pengoperasian Bilangan
Penulisan ilmiah
Penulisan ilmiah dari hasil ukur suatu pengoperasian bilangan
misalnya pembagian, pengurangan dan perkalian ditulis dengan
penulisan sebagai berikut:
13250 mA ditulis 1,325 . 104 atau bisa ditulis dengan pembulatan
1,33 . 104 mA.
Pembulatan Angka Penting.
Pembulatan angka penting dengan menentukan hasil ukur, maka
dengan menaikan satu angka atau bilangan itu atau tetap. Jika di
belakang angka penting adalah angka 5 ke atas, tetapi jika angka itu di
bawah angka 5, maka bilangannya ditulis tetap.
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
6
Laporan Praktikum Fisika Dasar
C. Analisa Daya Statistik
Penyimpangan yang terjadi karena pengamatan, kondisi alat maupun kondisi
obyek atau situasi tempat (suhu, tekanan, dan kelembaban) dapat
diperhitungkan secara analisa data statistik.
Misal nilai pengukuran data hasil : X1, X2 ,X3, ……, Xn.
Maka dapat dianalisa sebagai berikut :
No X1 ²
1. X1 ²
2. X2 ²
3. dst.
i = n Xi
²
Dari data di atas diketahui :
1) Harga rata-rata :
2) Penyimpangan (deviasi) = (harga mutlak)
3) Rata-rata penyimpangan
4) Kesalahan relatif tiap percobaan
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
7
Laporan Praktikum Fisika Dasar
5) Kesalahan relatif rata-rata
6) Kesalahan mutlak pengukuran
7) Penyimpangan standart (deviasi standart)
±
8) kesalahan yang diperbolehkan =
9) pengukuran terbaik : ±
2.5 GRAFIK
Grafik adalah cara terbaik untuk mempresentasikan data anda, sebab
realisasi antara peubah akan langsung jelas. Kalau seandainya ada satu, dua
titik yang keliru akan langsung kelihatan juga. Teori grafik terlalu banyak
untuk diberikan di sini.
Beberapa petunjuk saja :
a) Setiap grafik harus diberi judul, juga keterangan lengkap pada setiap
sumbu yaitu peubah dan satuan.
b) Peubah mandiri harus diletakkan di sumbu horisontal, sedangkan peubah
yang tegantung diberi pada sumbu vetikal. Ini tidak boleh terbalik, sebab
memberi hasil yang aneh. Perubah yang mandiri (x) adalah peubah yang
anda ubah-ubah, sedangkan yang tergantung (y) adalah peubah yang anda
ukur, untuk menyelidiki pengaruh akibat perubah x. misalnya dalam
membukti hukum Newton, anda merubah gaya f dan menyelidiki
pengaruhnya terhadap percepatan (a), dalam hal ini F adalah peubah
mandiri, sedangkan (a) adalah peubah tergantung. Grafik F melawan (a)
mempunyai kemiringan 1/m.
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
8
Laporan Praktikum Fisika Dasar
c) Pilih skala tepat. Buatlah skala sederhana (jangan 3 kotak untuk 5 unit
misalnya). Isilah seluruh lembar dengan titik data. Skala tidak harus mulai
dari nol.
d) Tariklah garis mulus melalui titik data. Jangan sambungkan titik data
dengan garis zig-zag.
e) Usahakan data dalam bentuk sedemikian rupa. Sehingga akan dihasilkan
garis lurus, misalnya kalau realisasi teoritis adalah y = x², jangan
digrafikan x vs y, tetapi x² vs y atau lebih baik lagi x vs .
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
9
Laporan Praktikum Fisika Dasar
BAB III
HAMBATAN DALAM CEL
3.1 Tujuan percobaan
1. Memahami hukum Kirchoff I dan II.
2. Menentukan besarnya hamabatan dalam cel.
3. Memahami Hukum Ohm.
3.2 Teori Dasar
Untuk menentukan besar hambatan dalam cel atau dapat dibuat
rangkaian sebagai berikut:
Di mana : A = Amperemeter
V = Volt meter
Rs= Hambatan geser
r = Hambatan cel
I = kuat arus
Pada rangkaian di atas jika saklar S dibuka maka arus dari sumber
tegangan baterai I akan mengalir ke ampere meter A dan tegangan terukur
voltmeter V (volt).
Maka rangkaian berlaku:
ohm r = hambatan cel
I = Kuat arus
V = Voltmeter
Rs = hambatan geser
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
10
Laporan Praktikum Fisika Dasar
3.3 Alat Percobaan
1. Amperemeter
2. Voltmeter
3. Baterai dan Kabel-kabel
4. Hambatan geser
5. Stop kontak
3.4 Tata Laksana
1. Susun set alat seperti gambar di atas.
2. Konsultasikan kepada pembimbing.
3. Atur hambatan pada nilai paling kecil ohm-nya, stop kontak dibuka,
catat penunjukkan nilai R, V dan I.
4. Geser hambatan untuk nilai agak besar ohm-nya, stop kontak dibuka
BAB IV
JEMBATAN WHEASTONE
4.1 Tujuan Percobaan
1. Memahami dasar pengukuran hambatan dengan metode arus nol.
2. Menentukan besar hambatan suatu penghantar sistem jembatan dengan
metode rangkaian Jembatan Weastone.
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
11
Laporan Praktikum Fisika Dasar
4.2 Teori Dasar
Salah satu cara yang paling sederhana untuk menentukan tahanan suatu
penghantar pada suatu rangkaian jembatan adalah dengan sistem Jembatan
Wheastone.
Di mana : Rs = tahanan standart (ada harganya)
L1 dan L2 = tahanan kawat
Rx = tahanan yang dicari harganya.
Dengan mengetahui harga tahanan variable dari L1 dan L2 sedemikian
sehingga arus yang mengalir lewat Galvanometer (G) atau Digit tester
menjadi nol, maka keadaan ini menunjukkan rangkaian dalam keadaan
seimbang, arus saling meniadakan sesuai dengan Hukum Kirchoff I (I =
0).
Sehingga didapat hubungan :
catatan : penentuan harga hambatan kawat L1 dan L2 dapat ditentukan
atas perbandingannya.
Misal : panjang kawat seluruhnya 1 meter = 100 ohm maka jika L1 =
40 cm = (40/100) x 100 = 40 ohm dan panjang L2 = 100 cm –
40 cm = 60 cm, berarti = 60 ohm.
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
12
Rs
Rx
L2
L1
+ _
E
G
Laporan Praktikum Fisika Dasar
4.3 Alat Percobaan
1. Tahanan standart
2. Tahanan kawat
3. Galvanometer atau digit meter
4. Sumber tegangan DC (power supply 220/12 V)
5. Set tahanan kawat
6. Rool meter dan kabel secukupnya.
Gambar Percobaan Jembatan Wheastone
4.4 Langkah Kegiatan
1. Susunlah alat percobaan seperti gambar diatas
2. Tentukan hambatan standart, konsultasikan pembimbing.
3. Atur hambatan kawat/geser kawat kiri sehingga angka Galvanometer/digit
meter menunjukkan angka nol.
4. Catat harga hambatan kawat L1 dan L2.
5. Ulangi untuk harga hambatan standart yang lain 4 kali lagi dan datakan.
4.5 Data Pengamatan
No. L1 (mm) L2 (mm) Rs (ohm) Rx (ohm)
1
2
575
672
425
328
270
390
199,56
190,35
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
13
Rs
Rx
L2
L1
+ _
E
G
Laporan Praktikum Fisika Dasar
3
4
5
713
790
820
287
210
180
470
680
820
189,18
180,76
180,00
4.6 Tugas dan Pertanyaan
1. Tentukan persamaan terpakai dalam menentukan Rx.
2. Mengapa pada percobaan Galvanometer harus nol, terangkan secara
singkat.
3. Tentukan harga Rx pada percobaan.
4. Hitung kesalahan relatif tiap percobaan
5. Hitung standart deviasinya dan kesalahan mutlaknya.
6. Pada rangkaian di bawah ini tentukan besar hambatan total system
jembatan
v
7. Apakah besar tegangan memepengaruhi Rx, jelaskan.
8. Kesimpulan percobaan
4.7 Penyelesaian Tugas Jembatan Wheat stone
1. Penurunan persamaan terpakai dalam menentukan Rx
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
14
Rs Rx
L2L1
+_
Laporan Praktikum Fisika Dasar
..............
...........
Maka perbandingannya adalah :
0 = i1 – i2 * RDC
i2 * RDC = i1 * RX
2. Penjelasan Galvanometer harus nol :
Galvanometer harus nol disebabkan geometri medan tempat
kumparannya bergerak maka defleksi galvanometer D Arsonval bukan
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
15
………………………………………(I)
………………………………………(II)
(terbukti)
, maka
Sesuai hukum Ohm
Sesuai hukum kirchoff I
Laporan Praktikum Fisika Dasar
berbanding lurus dengan arus dalam kumparan galvanometer, kecuali
untuk sudut defleksi yang relatif kecil. Karena itu alat ini dipakai
sebagai alat nol ; artinya yang dipakai berhubungan dengan rangkaian
seperti jembatan Wheatstone atau potensial potensio meter, di mana
ada elemen-elemen lainnya yang harus disetel sedemikian rupa
sehingga arus galvanometer manjadi nol
3. Perhitungan harga RX :
4. Perhitungan kesalahan relatif tiap percobaan
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
16
Laporan Praktikum Fisika Dasar
5. Perhitungan standar deviasi (SD)
No RX
1
2
3
4
5
199,56
190,35
189,18
180,76
180,00
187,97
187,97
187,97
187,97
187,97
11,59
2,38
1.21
7,21
7,97
134,33
5,66
1,46
51,98
63,52
6. Perhitungan hambatan total rangkaian jembatan :
RA = R! + R2
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
17
Laporan Praktikum Fisika Dasar
RB =R3 + R4
Maka Rtotal (Rt) = 1/RA + !/RB +R5
= (1/R1+R2) + (1/R3+R4) +R5
7. Besar tegangan tidak mempengaruhi harga Rx karena pada rangkaian
Jembatan Wheatstonei ini arus yang mengaliri melalui Galvanometer
harus menunjukan angka nol sehingga harga Rx disini ditentukan oleh
nilai tahanan kawat dan tahanan standar.
8. Kesimpulan percobaan
a. Nilai hambatan setiap komponen dapat dihitung dengan
menggunakan cara Jembatan Wheatstone.
b. Jembatan Wheatstone adalah meerupakan metode pengukuran
tahanan listrik dengan ketelitian yang tinggi.
c. Apabila harga Rs semakin besar maka besarnya nilai Rx yang kita
cari akan semakin kecil.
BAB V
KONSTANTA PEGAS
4.1 Tujuan Percobaan
1. Menentukan harga konstanta pegas dengan metode pembebanan.
2. Menenyukan harga konstanta pegas dengan metode geraran selaras.
3. Menentukan hubungan pegas dengan periode getar.
4.2 Teori Dasar
Bila sebuah pegas digantung vertikal dengan panjang (L0) kemudian pegas
diberi beban dengan massa (m), maka pegas panjangnya menjadi (L), atau
pegas mengalami pertambahan panjang :
Maka harga konstanta pegas dapat di tentukan :
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
18
Laporan Praktikum Fisika Dasar
Tetapi jika pegas digantung vertikan ke bawah kemudian pegas diberi beban
dan digetarkan, maka pegas mengalami getaran selaras yang dapat ditentukan
oleh periode getaranya (T)
Periode getar dapat dicari hubungannya dengan waktu : , di mana t
adalah waktu untuk n kali getaran melalui titik setimbang. Maka besarnya
konstanta pegas dapat ditentukan dengan persamaan : ,
Di mana k = konstanta pegas
m = massa beban
T = periode
g = konstanta gravitasi bumi (980 cm/det2)
4.3 Alat percobaan
1. Statip tegak
2. Pegas atau pir
3. Stop watch
4. Rool meter
5. Neraca lengan
6. Beban atau massa
4.4 Langkah percobaan
1. Gantungkan pegas dan ukur panjang mula-mula (L0).
2. Timbang massa beban (m) dan gantungkan pada pegas.
3. Ukur panjang pegas setelah diberi beban (L).
4. Ulangi untuk massa beban yang berbeda 4 kali lagi, kemudian datakan.
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
19
Laporan Praktikum Fisika Dasar
5. Ambil massa beban (m) gantungkan massa pegas beri tanda letak titik
setimbangnya, pegas simpangkan supaya terjadi getaran.
6. Hitung banyaknya getaran (selama beban melewati titik setimbang)
sebanyak n kali dalam waktu t detik.
7. Ulangi untuk simpangan-simpangan yang berbeda 4 kali lagi, kemudian
datakan
4.5 Data pengamatan
a. Sistem pembebanan
No m (gr) l0 (cm) l(cm) x(cm)
1
2
3
4
5
50
100
150
200
250
19,7
19,7
19,7
19,7
19,7
23,5
27,5
31,5
35,5
39,5
3,8
7,8
11,8
15,8
19,8
b. Sistem getaran
No m(gr) n(kali) s(detik) T(detik)
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
20
lo
lt (detik)
n (kali)
a. Sistem pembebananb.
b. Sistem getaran
Laporan Praktikum Fisika Dasar
1
2
3
4
5
200
200
200
200
200
5
8
11
14
17
4,29
6,57
9,16
11,8
14,06
0,858
0,821
0.832
0.842
0.827
4.6 Tugas dan Pertanyaan
1. Turunkan persamaan untuk menghitung konstanta pegas berdasarkan teori
pembebanan dan teori sistem getaran.
2. Pada kedua metode yang digunakan, manakah hasil yang paling tepat
digunakan untuk menentukan harga konstanta pegas.
3. Apa hubungan nilai konstanta pegas dengan nilai elastisitas, jelaskan arti
keduanya.
4. Nilai apa yang mempengaruhi harga konstanta pegas, dilihat dari nilai
renggangan dan tegangan (strains dan stress bahan), jelaskan.
5. Tentukan harga konstanta pegas sistem pembebanan dan sistem getaran,
hitung juga rata-ratanya.
6. Bandingkan harga kedua sistem, jelaskan.
7. Tentukan kesalahan relatifnya kedua sistem.
8. Hitung standart deviasinya.
9. Kesimpulan percobaan.
4.6 Penyelesaian
1. Penurunan persamaan terpakai
a. Sistem pembebanan
F. = m.g
F. = k . x
dimana : k = Konstanta pegas
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
21
Laporan Praktikum Fisika Dasar
F = Gaya
x = Selisih panjang (m)
m = Massa beban (gr)
g = Gravitasi bumi
b. Sistem getaran
………………… .(1)
Hukum Hooke : F = k .x ……………………(2)
Hukum Newton II : F = m . a ……………………(3)
Dari persamaan (1) dan (2) maka didapat :
M .a =-k . x
persamaan (1) dan (5) di substitusikan ke persamaan (4)
Jadi :
Keterangan : k = Konstanta (N/m)
m = Massa benda (kg)
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
22
Laporan Praktikum Fisika Dasar
T = Priode (s)
= Kecepatan anguler (rad/s)
f = Frekwensi
2. Pada kedua metode di atas harga yang paling tepat untuk menentukan
konstanta pegas adalah metode pembebanan, karena metode ini, kita
dapat langsung tambahkan panjang, sedangkan kalau dengan metode
getaran kita harus menghitung priode yang memungkinkan kesalahan
besar.
3. Hubungan nilai konstanta pegas dengan nilai elastisitas adalah nilai
konstanta pegas akan mempengaruhi nilai elastisitas, karena apabila
nilai konstanta pegas naik maka nilai elastisitas naik pula, begitu pula
kalau nilainya turun. Terbukti dengan persamaan seperti berikut :
Dimana : k = konstanta pegas (N/m)
F = gaya (N)
E = elastisitas (Nm-2)
A = luas penampang (m2)
4. Nilai yang mempengaruhi harga konstanta pegas terhadap nilai
regangan dan tegangan :
a. Nilai massa yang diperlukan ( m )
b. Waktu periode yang terjadi ( T )
c. Nilai elastisitas pegas yang diperlukan
5. Perhitungan harga konstanta pegas :
a. sistem Pembebanan
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
23
Laporan Praktikum Fisika Dasar
= mg/x
1 = gr/
2 = gr/
3 = gr/
4 = gr/
5 = gr/
= gr/
= 12539,05 gr/
b. Sistem Getaran
=
gr/
gr/
gr/
gr/
gr/
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
24
Laporan Praktikum Fisika Dasar
gr/
= 11293,97 gr/
6. Perbandingan kedua sistem
Harga konstanta pegas dalam metode pembebanan dipengaruhi oleh
panjang mula-mula pegas, setelah diberi beban dan penambahan
panjang.
Harga konstanta pegas dengan metode getaran selaras dipengaruhi oleh
banyak getaran dan waktu yang diperlukan getaran sebanyak n kali
dan periode.
7. Kesalahan relatif kedua sistem.
a. Sistem Pembebanan
Kr = 100 %
Kr1 = 2,84 %
Kr2 = 0,20 %
Kr3 = 0,65 %
Kr4 = 1,07 %
Kr5 = 1,32%
Kr rata-rata = = 1,22%
b. Sistem getaran
Kr1 = % = 5,13 %
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
25
Laporan Praktikum Fisika Dasar
Kr2 = % = 3,61 %
Kr3 = % = 0,89 %
Kr4 = % = 1,49 %
Kr5 = % = 2,12 %
Kr rata-rata = % = 2,65 %
8. Perhitungan standart Deviasi
a. sistem pembebanan
No. K |K.- | |K.- |2
1 12894,74 12539,05 355,69 126515,38
2 12564,10 12539,05 25,05 627,50
3 12457,63 12539,05 81,42 6629,22
4 12405,06 12539,05 133,99 17953,32
5 12373,74 12539,05 165,31 27327,40
179052,82
SD = = 189,24
b.Sistem getaran.
No. K |K.- | |K.- |2
1. 10718,57 11293,97 575,40 331085,16
2. 11702,08 11293,97 408,11 166553,77
3. 11394,69 11293,97 100,72 10144,52
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
26
Laporan Praktikum Fisika Dasar
4. 11125,64 11293,97 168,33 28334,99
5. 11532,89 11293,97 238,92 57082,77
593201,21
SD = = 344,44
9. Kesimpulan percobaan
a. Makin besar massa yang dipergunakan maka pertambahan panjang
pada sistem pembebanan akan semakin besar.
b. Semakin banyak getaran yang dilakukan pad sistem getaran, waktu
yang diperlukan semakin banyak sehingga periodenya semakin besar.
c. Pada sistem pembebanan nilai k. ditentukan oleh massa gravitasi dan
pertambahan panjang.
d. Pada sistem getaran nilai k. ditentukan banyaknya getaran, massa,dan
periode.
BAB V
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
27
R
Q
P
Y3
Y1Y2
LAYAR
SINAR
Laporan Praktikum Fisika Dasar
DIFRAKSI CAHAYA
5.1 Tujuan Percobaan
1. menentukan panjang cahaya laser.
2. memahami proses difraksi cahaya oleh celah sempit dan menentukan
lebar celah dan jarak antara celah dengan menggunakan laser He-Ne.
5.2 Teori Dasar
Salah satu alat menghasilkan garis spektrum adalah kisi atau celah
sempit yang merupakan sebaris celah yang sangat berdekatan.
Jika seberkas sinar dilewatkan sebuah kisi maka perjalanan
gelombang cahaya terganggu oleh bagian celah yang tak tembus cahaya,
sebagian muka gelombang cahaya diteruskan (seperti gambar).
Percobaan Difraksi Cahaya
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
28
Laporan Praktikum Fisika Dasar
Pada gambar terlihat bahwa P, Q, R merupakan celah sempit,
dimana gelombang datang (dari laser) setelah lewat kisi didifraksikan
membentuk muka gelombang baru dengan sudut α1 ; α2 dan seterusnya,
muka gelombang baru tersebut merupakan daerah terang dan tak terlihat
merupakan daerah gelap. Untuk daerah terang pertama ke gelap pertama
dikatakan mempunyai orde pertama (n=1) dan seterusnya. Daerah gelap
atau terang kedua mempunyai orde kedua (n=2) dan seterusnya.
Maka panjang gelombang cahaya laser dapat ditentukan dengan
persmaaan sebagai berikut:
Dimana :
λ = panjang gelombang
d = panjang kisi atau celah
α = sudut difraksi
Catatan : untuk menentukan nilai sudut difraksi
5.3 Alat Percobaan
1. Sumber cahaya laser
2. Kisi difraksi
3. Layar dan rool meter
4. Bangku optik
5. Sumber tegangan 220 V
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
29
λ = d Sin α n
Laporan Praktikum Fisika Dasar
5.4 Langkah Kegiatan
1. Susunlah alat seperti pada gambar dibawah ini, laser jangan di
hubungkan dengan sumber tegangan terlebih dahulu.
2. Ukur jarak kisi / celah ke layar , sebagai jarak A (cm).
3. Hubungkan laser dengan sumber tegengan , maka akan terlihat
pola difraksi , tentukan dulu titik orde n=0 (titik tengah), kemudian ukur
jarak Y (cm) Yang merupakan jarak titik terang nol ke titik terang
pertama (n=1).
4. Ulangi kegiatan diatas 4 kali lagi untuk jarak A yang beda dan
ukur pusat titik terang berikutnya.
5. Konsultasikan data pengamatan pada pembimbing , datakan.
Catatan :
Jangan sekali-kali mengintip / melihat berkas celah laser secara
langsung, karena dapat merusak retina mata.
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
30
LASER
KISI
LAYAR
Laporan Praktikum Fisika Dasar
5.5 Data Pengamatan
No. n A (cm) Y (cm) B= (cm) (cm) Sin
1. 1 220 15 220,51 6,806.10-5 0,068
2. 2 230 31 232,08 6,656.10-5 0,133
3. 3 240 48,5 244,85 6,606.10-5 0,198
4. 4 250 68 259,08 6,55610-5 0,262
5. 5 260 91 275,46 6,606.10-5 0,330
5.6 Tugas Dan Pertanyaan
1. Turunkan persamaan terpakai untuk menghitung panjang gelombang
cahaya laser.
2. Apa kegunaan kisi atau celah pada percobaan, jelaskan.
3 Apa yang dimaksud pola gelap terang yang menunjukan nilai orde (daerah)
pada percobaan.
4. Ukur jarak λ (cm) yang merupakan jarak titik terang nol ke titik terang
pertama (n=1).
5. Hitung kesalahan relatip tiap percobaan (Kr).
6. Hitung standart deviasi (SD) dan kesalahan mutlaknya (Km).
7. Berapa harga pengukuran terbaik untuk panjang gelombang.
8. Kesimpulan percobaan.
5.7 Lembar Penyelesaian
1.Penurunan persamaan terpakai ()
Berkas sinar didatangkan tegak lurus pada bidang bercelah tunggal. Karena
membelokan arah perambatan cahaya, maka terbentuk sudut pembelokan .
Dua lintasan cahaya yang melalui A dan B mempunyai selisih jarak /
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
31
Laporan Praktikum Fisika Dasar
panjang lintasan y dengan beda fase . Oleh karena itu s = d.sin , dan q
= ,maka:
Q = n n =
2.Kegunaan kisi difraksi adalah:
Untuk menghasilkan garis spektrum orde dengan cara melewatkan
seberkas cahaya pada celah sempit, sehingga perjalanan cahaya akan
terganggu dan akan menghasilkan pola difraksi dari sinar tunggal ke sinar
banyak.
3. Pengertian pola gelap terang untuk daerah (orde) adalah
Pola Terang
Apabila dua buah gelombang cahaya bersama-sama sampai pada titik layar
dengan fase yang sama, maka kedua gelombang akan saling memperkuat
dan menghasilkan gelombang cahaya baru yang terang pada layar.
Pola Gelap
Apabila dua buah golombang cahaya bersama-sama sampai pada titik
layar dengan fase yang berbeda, maka kedua gelombang tersebut akan
saling memperkuat dan menghasilakn gelombang cahaya baru yang gelap
pada layar.
4. Perhitungan panjang gelombang pola Difraksi () :
=
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
32
Laporan Praktikum Fisika Dasar
10 cm
5. Perhitungan kesalahan relatif tiap percobaan (Kr)
Kr = %
Kr1 =
Kr2 =
Kr3 =
Kr4 =
Kr5 =
Kr rata-rata =
6. Perhitungan standart deviasi (SD) dan kesalahan mutlak (Km)
SD =
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
33
Laporan Praktikum Fisika Dasar
No. rata-rata
1. 6,806.10-5 6,646 10-5 0,16.10-5 0,0256.10-14
2. 6,656.10-5 6,.646.10-5 0,01.10-5 1.10-14
3. 6,606.10-5 6,646.10-5 0,04.10-5 0,16.10-14
4. 6,556.10-5 6,646.10-5 0,09.10-5 0,81.10-14
5. 6,606.10-5 6,646.10-5 0,04.10-5 0,16.10-14
2,1556.10-14
SD = = .10-7
7.Harga pengukuran terbaik
Pt = λrata-rata SD
Pt =6,646.10-5 + 0,65.10-7
= 6, 6525.10-5
8.Kesimpulan percobaan
a. Untuk menentukan panjang gelombamg besar percobaan :
Difraksi cahaya yaitu, di mana sinar laser dilewatkan pada sebuah kisi
atau celah sempit maka sebagian diteruskan dan lainnya didifraksikan
membentuk muka gelombang baru.
Perhitungan λ dengan formulasi sebagai berikut
b. Proses difraksi cahaya adalah pembiasan suatu sinar dari sumber
sinar yang ditembakkan ke kisi/celah sehingga bayangan pada layer
di mana bayangan tadi membentuk beberapa orde 1, 2, 3 dan
seterusnya.
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
34
Laporan Praktikum Fisika Dasar
BAB VII
PEMBENTUKAN BAYANGAN OLEH LENSA POSITF
7.1 Tujuan Percobaan
1. Menentukan letak bayangan benda.
2. Menentukan fokus darilensa positif.
3. Memahami jalannya sinar pada lensa positif.
7.2 Teori Dasar
Suatu benda diletakkan relatif agak jauh atau di depan lensa positif, maka
bayangan benda yang dibentuk oleh lensa dapat diamati atau dapat ditangkap pada
layar yang di belakang lensa.
Maka cara menentukan bayangan adalah yaitu dengan jalan menggeser
layar pada kedudukan tertentu, maju atau mundur sehingga diperoleh bayangan
benda paling jelas, yang berarti bayangan benda berada tepat pada jarak fokus
benda, sehingga berlaku persamaan untuk lensa :
Dimana : f = Jarak fokus lensa
S = Jarak benda dengan lensa
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
35
Laporan Praktikum Fisika Dasar
SI = Jarak bayangan dengan lensa
7.3 Alat-alat percobaan
1. lensa positif
2. Bangku optik
3. Layar
4. Benda
5. Sumber cahaya
7.4 Langkah kegiatan
1. Susun set percobaan seperti gambar di bawah ini :
2. Bentuk bayangan benda B oleh lensa L denagn menggeser letak layar T.
3. Ubah kedudukan benda terhadap lensa dan tentukan lagi bayangan
benda 4 kali lagi
4. Datakan hasil percobaan di lembar data percobaan
7.5 Data percobaan
NoJarak benda
(S)
Jarak bayangan
(SI)
Fokus lensa
(f)
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
36
lampuLensa +
layar
S S’
Benda
Laporan Praktikum Fisika Dasar
1
2
3
4
5
15
20
25
30
35
23,6
19
16
15
14
9,17
9,74
9,75
10
10
7.6 Tugas dan Pertanyaan
1. Tentukan jarak fokus lensa fositif.
2. Untuk mencari bayangan suatu benda digunakan 3 sinar istimewa
gambarkan ketiga sinar istimewa itu.
3. Hitung kesalahan relatif tiap percobaan.
4. Tentukan kesalahan standartnya.
5. Jelaskan sifat-sifat dari lensa positif.
6. Kesimpulan dari percobaan.
7.7 LembarPenyelesaian
1. Menentukan focus lensa (f)
Cm
Cm
Cm
Cm
Cm
cm
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
37
Laporan Praktikum Fisika Dasar
2. Gambar 3 sinar istimewa pada lensa positif
Keterangan :
1. Sinar datang sejajar sumbu utama, dibiaskan melalui titik fokus (f)
2. Sinar datang melalui melalui pusat optis diteruskan
3. Sinar datang melalui titik fokus (f), dibiskan sejajar sumbu utama
3. Menghitung kesalahan relatif
4. Menghitung Standard Deviasi (SD)
No. F F-
1
2
3
4
9,17
9,74
9,75
10
9,73
9,73
9,73
9,73
0,56
0,01
0,02
0.027
0,3136
0,0001
0,0004
0,0729
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
38
2
1
3
Laporan Praktikum Fisika Dasar
5 10 9,73 0.027 0,0729
0,04599
Kesalahan standar :
5. Sifat-sifat lensa positif
Dapat mengumpulkan sinar ( konvergen )
Apabila benda terletak antara O dan F, sifat bayangan: tegak,
maya, diperbesar
Apabila benda terletak tepat di F, bayangan terbentuk di tempat
jauh, sebab sinar – sinar bias merupakan berkas sinar yang sejajar
Apabila benda terletak di antara F dan 2F, sifat bayangan:
Terbalik, nyata, diperbesar
Apabila benda terletak di 2F, sifat bayangan: Terbalik, nyata, sama
besar
6. Kesimpulan
a. Lensa adalah benda bening tembus cahaya yang permukaannya
merupakan lensa lengkung bola.
b. Bayangan benda tidak dapat ditangkap layar dengan jelas bila
benda tidak berada di titik fokus lensa
c. Berdasarkan hasil percobaan kita dapat mengetahui sifat–sifat
lensa positif, juga jarak fokus lensa dengan jalan menggerakkan
benda.
d. Fokus lensa yang dipakai memiliki jarak fokus 9.98 cm dari lensa
ke benda.
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
39
Laporan Praktikum Fisika Dasar
BAB VIII
PENUTUP
8.1 Kesimpulan
Dari uraian diatas dapat ditarik kesimpulan:
1. Hasil-hasil yang diperoleh dalam praktikum tidak ada yang sama
persis dengan perhitungan teori.
2. Hasil-hasil yang diperoleh sedikit banyak dipengaruhi oleh berbagai
macam hal, baik itu praktikum sendiri maupun alat yang dipakai,
secara garis besar dapat dikatakan berdasarkan beberapa praktek :
Ketelitian pengamatan praktikum.
Ketelitian alat yang dipakai.
Keadaan dan situasi praktikum.
8.2 Saran-saran
Untuk mendapatkan data yang akurat, dari praktikum tersebut yang akurat,
dari praktikum tersebut yang sesuai dengan yang diinginkan, maka ada
beberapa hal yang perlu diperhatikan, antara lain:
Penguasaan teori dasar
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
40
Laporan Praktikum Fisika Dasar
Prosedur kerja
Penguasaan alat yang tepat
Pembuatan laporan yang selayaknya ada pedoman termasuk format
pengetikan sehingga terwujud keberagaman dalam laporan. Hal-hal
tersebut merupakan kendala bagi manusia, sehingga perlu perhatian
khusus, maka kami sarankan untuk memahami apa yang diperoleh
pada perkuliahan agar dapat memecahkan kesulitan dalam
melaksanakan praktikum terutama dalam menghadapi alat-alat
praktikum.
DAFTAR PUSTAKA
1. Jakarta, New York, Jakarta, 1962
2. Search Zemansky, Fisika Untuk Universitas, Yayasan Buku Dana Indonesia,
Jakarta , New York, Jakarta, 1962
3. Kasdoen Samsuatmojo Search Zemansky, Fisika Untuk Universitas, Yayasan
Buku Dana Indonesia,, Fisika II Listrik, Malang, 1991.
Nor Azmar dan Farid Madji, Penuntun Praktikum Fisika Dasar, Malang
Institut Teknologi Nasional MalangTeknik Elektro – S1
41
top related