SIGMA FISIKA

SELAMAT DATANG DI BLOG KAMI TEMPAT BELAJAR DAN BERBAGI ILMU PENGETAHUAN

Monday, February 6, 2017

Percobaan Pesawat Etwood



“PESAWAT ATWOOD”

BAB I
PENDAHULUAN
1.                  Latar Belakang
Pesawat Atwood merupakan alat eksperimen yang sering digunakan untuk mengamati hukum mekanika pada gerak yang dipercepat secara beraturan.Sederhananya pesawat atwood tersusun atas 2 benda yang terhubung dengan seutas kawat/tali.Bila kedua benda massanya sama, keduanya akan diam. Tapi bila salah satu lebih besar (misal m1>m2). Maka kedua benda akan bergerak ke arah m1 dengan dipercepat. Gaya penariknya sesungguhnya adalah berat benda 1. Namun karena banda 2 juga ditarik ke bawah (oleh gravitasi), maka gaya penarik resultannya adalah berat benda 1 dikurangi berat benda 2.
Berat benda 1 adalah m1.g dan berat benda 2 adah m2.g. Gaya resultannya adalah (m2-m1) g. Gaya ini menggerakan kedua benda. Sehingga, percepatan kedua benda adalah resultan gaya tersebut dibagi jumlah massa kedua benda.
Untuk mencaru tegangan tali, gaya yang bekerja padanya adalah m1.g dan  tegangan tali T.
M1 . g-T = m1 . a

2.                  Pembatasan Masalah
Percobaan ini dibatasi dengan bagaimana praktikan melakukan percobaan dengan menghitung percepatan gravitasi dan mengenali sistem katrol.
3.               Tujuan Percobaan
          Tujuan percobaan ini adalah mengenali Hukum Newton, menghitung percepatan gravitasi, dan mengenali sistem katrol.
4.                      Metodologi
          Adapun metodologi yang penulis gunakan dalam laporan praktikum ini adalah berbentuk eksperimen di laboratorium dan perhitungan secara kuantitatif.

BAB II
DASAR TEORI

Bangsa Yunani, sejak zaman dahulu telah yakin bahwa tarikan atau dorongan, yang disebut gaya, adalah yang menyebabkan sebuah benda bergerak dan tanpa adanya gaya, sebuah benda yang sedang bergerak akan segera berhenti. Sebuah benda yang sedang diam, yang berarti bahwa bila tidak ada gaya yang bekerja, sebuah benda akan terus diam. Tampaknya, pandangan bangsa Yunani ini beralasan, tetapi akan kita ketahui nanti bahwa ternyata pandangan tersebut tidak tepat.
Orang yang pertama menyangkal pandangan kuno bangsa Yunani tersebut adalah Galileo. Menurut “prinsip inersia” yang diusulkan Galileo, sebuah benda yang sedang bergerak pada permukaan horizontal yang licin sempurna (tanpa gesekan) akan tetap terus bergerak dengan kelajuan sempurna.
Berdasarkan pada pendapat Galileo tersebut, pada tahun 1678 Isaac Newton menyatakan hukum pertamanya tentang gerak, yang sekarang kita kenal sebagai Hukum  I Newton, kemudian ia pun mengemukakan Hukum II dan Hukum III Newton.  Sebuah benda yang mula-mula diam, akan dapat bergerak jika  mendapat  pengaruh atau penyebab yang bekerja pada benda tersebut.  Penyebabnya dapat berupa pukulan, tendangan, sundulan, atau lemparan. Dalam Fisika, penyebab gerak tersebut dinamakan gaya. Ilmu yang mempelajari tentang gerak dengan memperhitungkan gaya penyebab dari gerak tersebut dinamakan dinamika gerak. Seperti yang telah disebutkan tadi bahwa orang yang sangat berjasa dalam kajian Fisika tentang dinamika adalah Sir Isaac Newton.
Galileo melakukan pengamatan mengenai benda-benda jatuh bebas. Ia menyimpulkan dari pengamatan-pengamatan yang dia lakukan bahwa benda-benda berat jatuh dengan cara yang sama dengan benda-benda ringan. Tiga puluh tahun kemudian, Robert Boyle, dalam sederetan eksperimen yang dimungkinkan oleh pompa vakum barunya, menunjukan bahwa pengamatan ini tepat benar untuk benda-benda jatuh tanpa adanya hambatan dari gesekan udara.
Galileo mengetahui bahwa ada pengaruh hambatan udara pada gerak jatuh. Tetapi pernyataannya walaupun mengabaikan hambatan udara, masih cukup sesuai dengan hasil pengukuran dan pengamatannya dibandingkan dengan yang dipercayai orang pada saat itu (tetapi tidak diuji dengan eksperimen) yaitu kesimpulan Aristoteles yang menyatakan bahwa, ”Benda yang beratnya sepuluh kali benda lain akan sampai ke tanah sepersepuluh waktu dari waktu benda yang lebih ringan”.
Selain itu Hukum Newton I menyatakan bahwa,
”Jika resultan gaya yang bekerja pada suatu sistem sama dengan nol, maka sistem dalam keadaan setimbang”.
ΣF = 0
Hukum Newton II berbunyi:
”Bila gaya resultan F yang bekerja pada suatu benda dengan massa m tidak sama dengan nol, maka benda tersebut mengalami percepatan ke arah yang sama dengan gaya”.
Hukum Newton II memberikan pengertian bahwa :
1.      Arah percepatan benda sama dengan arah gaya yang bekerja pada benda.
2.      Besarnya percepatan berbanding lurus dengan gayanya.
3.      Bila gaya bekerja pada benda maka benda mengalami percepatan dan sebaliknya bila benda mengalami percepatan tentu ada gaya penyebabnya.
Pesawat Atwood bekerja dengan memanfaatkan hukum II Newton, yaitu
“percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan gaya total  yang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massanya. Arah percepatan sama dengan arah gaya total yang bekerja padanya.”
Hukum Newton III:
”Setiap gaya yang diadakan pada suatu benda, menimbulkan gaya lain yang sama besarnya dengan gaya tadi, namun berlawanan arah”.
Gaya reaksi ini dilakukan benda pertama pada benda yang menyebabkan gaya. Hukum ini dikenal dengan Hukum Aksi Reaksi. Faksi = -Freaksi untuk percepatan yang konstan maka berlaku persamaan Gerak yang disebut Gerak Lurus Berubah Beraturan.
Bila sebuah benda berputar melalui porosnya, maka gerak melingkar ini berlaku persamaan-persamaan gerak yang ekivalen dengan persamaan- persamaan gerak linier. Dalam hal ini besaran fisis momen inersia (I) yang ekivalen dengan besaran fisis massa (m) pada gerak linier.
Momen inersia suatu benda terhadap poros tertentu harganya sebanding dengan massa benda tersebut dan sebanding dengan kuadrat dan ukuran atau jarak benda pangkat dua terhadap poros.
I ~ mI ~ r2 untuk katrol dengan beban maka berlaku persamaan:
a = (m+m1) – m2 . gm + m1 + m2 + I/ r2 dengan
a = percepatan gerak m = massa beban I = momen inersia katrolr = jari-jari katrolg = percepatan gravitasi
Udara akan memberikan hambatan udara atau gesekan udara terhadap benda yang jatuh. Besarnya gaya gesekan udara yang akan gerak jatuh benda berbanding lurus dengan luas permukaan benda. Makin besar luas permukaan benda, makin besar gaya gesekan udara yang bekerja pada benda tersebut. Gaya ini tentu saja akan memperlambat gerak jatuh benda.
Untuk lebih memahami secara kualitatif tentang hambatan udara pada gerak jatuh, kita dapat mengamati gerak penerjun payung. Penerjun mula-mula terjun dari pesawat tanpa membuka parasutnya. Gaya hambatan udara yang bekerja pada penerjun tidak begitu besar, dan jika parasutnya terus tidak tidak terbuka, penerjun akan mencapai kecepatan akhir kira-kira 50 m/s ketika sampai di tanah. Kecepatan itu kira-kira sama dengan kecepatan mobil balap yang melaju sangat cepat. Sebagai akibatnya, penerjun akan tewas ketika sampai di tanah.
Dengan mengembangkan parasutnya, luas permukaan menjadi cukup besar, sehingga gaya hambatan udara yang bekerja pada penerjun cukup basar untuk memperlambat kelajuan terjun. Berdasarkan hasil demonstrasi ini dapatlah ditarik kesimpulan sementara bahwa jika hambatan udara dapat diabaikan maka setiap benda yang jatuhakan mendapatkan percepatan tetap yang sama tanpa bergantung pada bentuk dan massa benda.
Percepatan yang tetap ini disebabkan oleh medan gravitasi bumi yang disebut percepatan gravitasi (g). Di bumi percepatan gravitasi bernilai kira-kira 9,80 m/s2. Untuk mempermudah dalam soal sering dibulatkan menjadi 10 m/s2.
              Untuk membuktikan pernyataan diatas bahwa jika hambatan udara dihilangkan, setiap benda jatuh akan mendapat percepatan tetap yang sama tanpa bergantung pada benda dan massa benda, di dalam laboratorium biasanya dilakukan percobaan menjatuhkan dua benda yang massa dan bentuknya sangat berbeda di dalam ruang vakum.
Sehubungan dengan hal di atas, Gerak Jatuh Bebas adalah gerak suatu benda dijatuhkan dari suatu ketinggian tanpa kecepatan awal dan selama geraknya mengalami percepatan tetap yaitu percepatan gravitasi, sehingga gerak jatuh bebas termasuk dalam gerak lurus berubah beraturan. Perhatikan karena dalam gerak jatuh bebas, benda selalu bergerak ke bawah maka unutk mempermudah perhitungan, kita tetapkan arah ke bawah sebagai arah positif.

BAB III

ALAT DAN BAHAN


A.      Alat yang digunakan :
1.    Pesawat Atwood lengkap
a.       Tiang berkala
b.      Dua beban dengan tali
c.       Beban tambahan
d.      Katrol
e.       Penjepit beban
f.       Penyangkut beban
2.    Stopwatch
B.       Bahan
1.    Keping bermassa 2 gram
2.    Keping bermassa 4 gram

BAB VI

METODE PERCOBAAN


Ø  Gerak lurus beraturan
1.      Timbangan beban m1,m2,m3,(usahakan m1=m2)
2.      Letakan beban  m1 pada penjepit P
3.      Beban  m1 pada pejepit P
4.      Catat kedudukan penyangkut beban B dan meja C (secara table)
5.      Bila penjepit P di lepas, m2 dan m3 akan dipercepat antara AB dan selanjutnya bergerak beraturan antara BC setelah tambahan beban tersangkut di B. catat waktu yang diperlukan gerak antara BC.
6.      Ulangilah percobaan di atas engan mengubah kedudukan meja C (ingat tinggi beban m2)
7.      Ulangi percobaan di atas dengan menggunakan beban m3 yang lain.
Catatan : Seama serangkaian pengamatan berlangsung jangan mengubah kedudukan jarak antara A  dan B.

Ø  Gerak lurus berubah beraturan :
1.      Aturlah kembali seperti percobaan gerak lurus beraturan
2.      Catatlah kedudukan A dan B (secara table)
3.      Bila beban M1 dilepas, maka m2 dan m3 akan melakukan gerak lurus berubah braturan antara A dan B, catatlah waktu yang diperlukan untuk gerak ini.
4.      Ulangilah percobaan di atas dangan mengubah-ubah kedudukan B catatlah selalu jarak AB dan waktu yang diperlukan.
5.      Ulangilah percobaan diatas dengan mengubah beban M3

BAB V

KESIMPULAN

1.      Gerakan pada tali dapat dipercepat apabila di salah satu tali diberi beban lebih berat dibanding dengan tali yang satunya.
2.      Gerakan kecepatan akan tetap apabila benda yang digantung diantara kedua tali tersebut memliki berat yang sama.
3.      Semakin berat beban yang digantung di salah satu tali maka semakin cepat pula gerakan tali yang akan turun, dan sebaliknya jika kedua ujung tali tersebut diberi beban yang sama atau sedikit berbeda maka gerakannya tidak akan dipercepat.


DAFTAR PUSTAKA

Share:

0 comments:

Post a Comment

About

Blogger templates