Modul Praktikum Fisika Teknik

2014/2015
Modul Praktikum Fisika Teknik
Taufal.Hidayat
Institut Teknologi Padang
1
DAFTAR ISI
Joobsheet 1.
Pengukuran
- Alat Ukur panjang : Jangka sorong dan micrometer sekrup
- Alat Ukur Massa :Nerasa pegas
- Menghitung massa jenis benda beraturan.
Joobsheet 2.
Hukum newton I
- Menghitung kesetimbangan gaya.
Joobsheet 3.
Hukum Newton II
- Menghitung gaya gesek statis dengan kosep vector gaya
- Menghitung gaya gesek kinetis dengn konsep hukum newton dan GLBB
Joobsheet 4.
Hukum Newton III
- Reaksi titik Tumpuan
Joobsheet 5.
Hukum Archimedes
- Menghitung massa jenis benda tak beraturan
- Menghitung gaya Archimedes
- Menghitung massa jenis zat cair
Joobsheet 6.
Getaran harmonik
- Menghitung periode dan frekuensi getaran
- Menrunkan persamaan getaran harmonic
- Menghitung percepatan gravitasi bumi dari getaran
Joobsheet 7.
Rangkaian Tahanan dan pengukuran komponen listrik
- Menggunakan multimeter untuk mengukur hambata, tegangan adan arus
- Memahami breadboard dan PCB Bolong
- Merangkaian rangaian seri dan parallel dan transformasi rangkaian
- Mengukur komponen utama dalam listrik
Joobsheet 8.
Hukum Ohm
- Membuktikan hukum ohm ; V = I x R
Joobsheet 9.
Hukum Kirchoof 1
- Membuktikan hukum kirchoff satu ( tentang arus)
Joobsheet 10.
Hukum Kirchoof 2
- Membuktikan hukum kirchof 2 (tentang tegangan)
2
JOBSHEET 1
PENGUKURAN
I. TUJUAN
Adapun tujuan dari pratikum ini dimana, mahasiswa diharapkan dapat :
1. Menggunakan berbagai alat ukur yaitu : jangka sorong, micrometer, dan neraca
pegas. dengan benar untuk mengukur benda yang diberikan.
2. Menentukan ketelitian masing-masing alat ukur
II. TEORI SINGKAT
A. Nilai Skala Terkecil (NST) alat ukur.
Setiap alat ukur memiliki nilai skala terkecil. Skala ini merupakan garis lurus,
busur, atau angka digital. Pada skala terdapat goresan besar dan kecil sebagai
pembagian dibubuhi nilai tertentu. Secara fisik jarak antara dua goresan besar dan
kecil sebagai pembagian dibubuhi nilai tertentu. Secara fisik jarak antara dua
goresan terkecil yang bedekatan jarang kurang dari 1 mm. Hal ini disebabkan
karena mata manusia (Tanpa alat bantu) agak sukar melihat jarak kurang dari 1
mm dengan tepat. Keadaan jadi lebih buruk lagi bila ujung atau pinggir dari objek
yang diukur tidak tajam. Nilai skala sesuai dengan jarak terkecil itu disebut NTS
alat ukur tersebut.
B. Mistar
Kemampuan alat ukur ini sesuai dengan panjangnya, ketelitian adalah 1 mm.
C. Jangka Sorong
Jangka sorong mempunyai tiga komponen yang digunakan sesuai dengan benda
yang akan diukur (kupingnya untuk dibagian dalam, rahang untuk bagian luar, dan
lidah untuk kedalamannya). Ketelitian dapat dilihat pada tabel berikut ini;
Ketelitian
Besar pada
Skala Nonius
Skala utama
Besaran
Jumlah Skala Panjang
0,10 mm
1 mm
0,9 mm
10 mm
9 mm
0,05 mm
1 mm
0,95 mm
20 mm
19 mm
0,05 mm
2 mm
1,95 mm
20 mm
39 mm
D. Mikrometer
Mikrometer hanya dapat mengukur benda kecil (0,25-25 mm). Skala nonius alat
ini terdapat pada selubungnya, yang terdiri dari 50 skala. Bila selubung diputar
sampai satu putaran, maka selubung akan bergeser sejauh 0,5 mm. Jadi
ketelitiannya adalah 0,5/50 = 0,01 mm.
E. Neraca Pegas
Neraca pegas merupakan alat ukur berat benda. Neraca pegas bekerja dengan
menggunakan prinsip gaya pegas.
3
Standar deviasi
Standar deviasi digunakan untuk menentukan angka ketidak pastian untuk
pengukuran berulang, missal pengukuran dilakukan sebanyak n kali dan
menunjukkan hasil (x1 , x2 , x3 , …. Xn), maka standar deviasi yaitu :
Maka penulisan pengukuran berulang menjadi : ẍ ± s
Perambatan ketidak pastian :
Variable yang
Operasi
dilibatkan
a ±∆a
Pejumlahan
b ±∆b
Pengurangan
Perkalian
Hasil
ketidakpastian
P=a+b
q=a–b
r=axb
∆p = ∆a + ∆b
∆q = ∆a – ∆b
Δr Δa Δb
=
+
Δs Δa Δb
=
+
Δt
Δa
=
Pembagian
S=a/b
Pangkat
T = an
III. ALAT DAN BAHAN
1. Mistar
2. Jangka Sorong
3. Mikrometer
4. Neraca O-Haus
5. Tabung besi
IV. LANGKAH KERJA
A. Cara penggunaan alat ukur
• Mistar
1. Mengukur benda percobaan
2. Memasukkan hasil pengukuran kedalam tabel
• Jangka Sorong
1. Memegang benda percobaan dengan tangan kiri dan jangka sorong dengan
tangan kanan
2. Menggunakan bagian jangka sorong sesuai dengan benda percobaan
3. Mengukur benda percobaan (melihat tabel) dengan menggeser jangka rahang
jangka sorong.
• Mikrometer
1. Meletakkan benda percobaan diantara rahang micrometer.
4
•
2. Memutar selubungnya secara perlahan lahan sampai terdengar bunyi tertentu,
kunci selubung agar tidak bergeser.
3. Membaca angka pada skala utama dan skala nonius
Neraca pegas
1. Menimbang berat benda yang diberika dengan menggunakan neraca pegas
2. Membaca skala yang ditunjukkan alat ukur
B. Prosedur Percobaan :
1. Mengukur volume benda
- Tentukan NST setiap alat ukur yang akan digunakan
- Pengukuran Balok
o Ukur tinggi tabung menggunakan mistar dan jangka sorong masingmasing sebanyak 5 kali untuk masing-masing nya, lalu tuliskan hasilnya
pada table
o Ukur Diameter tabung menggunakan jangka sorong dan micrometer
sekrup masing-masing sebanyak 5 kali untuk masing-masing nya, lalu
tuliskan hasilnya pada tabel
o Hitung hasil pengukuran berulang menggunakan standar deviasi
o Hitung volume dari balok menggunakan perambatan ketidak pastian
- Pengukuran massa Balok dan Bola
o Ukur massa balok dan Bola dengan neraca pegas dengan aturan
pengukuran tunggal, tulis hasil pengukuran menggunakan dengan angka
ketidakpastian
- Menghitung massa jenis balok dan bola
o Hitung masa jenis bola dan balok (ρ=m/V), dan gunakan rambatan ketidak
pastian.
V.
Data Praktikum
1. Dimensi balok
Alat ukur
tinggi
pegukuran mistar
diameter
Jangka
sorong
Mikrometer mistar
sekrup
Jangka
sorongg
Neraca
ohaus
Mikrpmeter Massa
sekrup
(m)
1
2
3
4
5
2. Dimensi Bola
Alat ukur
Pengkuran ke-
Jangka sorong
Diameter (D)
Micrometer sekrup
Diameter (D)
5
Massa
1
2
3
4
5
6
JOBSHEET 2
HUKUM NEWTON I
I. TUJUAN
- Mahasiswa mampu memahami tentang hukum kelembaman (Hukum Newton
I)
- Mahasiwa mampu mengitung besar gaya pada suatu kesetimbangn.
II. TEORI SINGKAT
Kesetimbangan gaya
Ilmuan kebangsaan itali bernama GALILEO GALILEI (1564-1642) mengatakan bahwa
untuk mengubah kecepatan suatu benda diperlukan suatu gaya luar, akan tetapi untuk
mempertahankan kecepatan pada suatu nilai (arah) tertentu tidaklah diperlukan gaya luar.
Prinsip Galileo ini diambil oleh Isaac newton (1642-1727), dimana dalam bentuk hokum
Newton, prinsip Galileo dinatakan sebagai berikut, setiap benda tetap berada pada keadaan
diam atau gerak lurus beraturan, kecuali jika benda itu dipaksa untuk mengubah keadaan
tersebut oleh gaya-gaya yang dikerjakan padanya.
Maka gaya dapat didefinisikan sebagai apa yang menyebabkan perubahan kecepatan. Untuk
mengukur gaya berdasarkan pada pengukuran perubahan bentuk atau ukuran sebuah beda
dalam keadaan diam disebut dengan cara pengukuran gaya static.
Cara pegukuran static ini berdasarkan pada kenyataan bahwa jika pada sebuah benda bekerja
beberapa gaya, sedang benda mempunyai percepatan nol, maka jumlah vector dari semua
gaya bekerja pada benda sama dengan nol.
Alat yang bisa digunakan untuk mengukur gaya dengan cara statis adalah timbangan pegas.
Alat ini terdiri dari pegas kumparan dengan jarum yang dipasang pada salah stau ujungnya.
Jarum ini dapat bergerak pada sebuah skala. Suatu gaya yang bekerja pada timbangan
merubah panjang pegas.
Jika sebuah benda dengan berat 1 newton digantung pada pegas, maka pegas akan bertambah
panjangnya, sampai tarikan oleh pegas mempunyai besar yang sama dengan berat benda.
Suatu tanda dapat dibuat skala dimana jarum berada da diberi tulisan 1 newton. Dengan cara
yang sama benda yang beratnya 2 , 3 newton dan sebagai nya dapt digantung pad apegas dan
tanda yang bersangkutan diberikan pada letak jarum pada nilai beban diatas.
7
III.
ALAT DAN BAHAN
1. Papan gaya
2. Spring balance
3. Busur derajat
4. Benang
5. Beban
6. Mistar
7. Pensil
IV.
LANGKAH KERJA
1. Merakit alat seperti pada gambar
2. Mengantung beban m1 dan m2 dengan massa sesuai dengan table
3. Menahan spring balance sehingga terjadi kesetimbangan dan mencatat reaksi pada
spring balance
4. Mengukur dengan busur derajat besar sudut yang terletak antara dua gaya
5. Mengulangi percobaaan dengan variasi gaya-gaya sesuai pada table.
V.
DATA PRAKTIKUM
Gaya neraca
pegas
Massa
benda a
massa
benda b
Percobaan 1
Percobaan 2
Percobaan 3
8
Sudut a
Sudut b
JOBSHEET 3
HUKUM NEWTON II
A. GAYA GESEK STATIS
I. TUJUAN
Tujuan dari praktikum ini yaitu :
- Memahami konsep vector gaya
- Memahami dan dapat mengihiung besar koefisien gesekan statis
II. TEORI SINGKAT
Gaya merupakan besaran vector, yang besaran yang memiliki nilah dan arah. untuk
menghitung resultan gaya biasanya gaya di gambarkan dalam komponen sumbu
koordinat. Beberapa gaya yang bisanay terdapat pada suatu benda yaitu :
-
-
Gaya berat
o Besar nya W = m .g
o Arah nya : selalu menuju pusat bumi
Gaya gesek
o Besar nya N
o Arah nya selalu tegak lurus ke rah luar dari bidang
Gaya gesek merupakan gaya yang terjadi ketika dua bidang benda bersentuhan, gaya
gesek dapat dibedakan jadi 2 jenis yaitu :
Gaya gesek statis
Gaya gesek yang terjadi saat benda diam. Gaya gesek statis nilai berubahrubah sesuai dengan gaya yang diberika untuk meggerkan benda pada arah
yang sama dengan gaya gesek. Ketika benda diam maka gaya gesek statisnya
=0
Besar gaya gesek dapat dirumuskan sebagai berikut :
Fgs = µs . N
Nilai µs berubah ubah dari 0 - µsmaksimum
- Gaya Gesek Kinetis
Gaya gesek yang terjadi saat benda bergerak, nilai nya tetap dan arahnya
selalu berlawanan dengan arah gerak benda.
Fgk = µk . N
Gesekan statis terjadi pada saat balok luncur cenderung untuk bergerak setelah menerima
gaya. Gaya tarik (F) dan gaya gesek statis (Fs) selalu berlawan arah. Jika Fs < F maka
balok tidak akan bergerak. Jika Fs = F maka balok tepat akan bergerak.
Beberapa sifat dari gaya gesekan statis adalah :
1. Arah gaya selalu berlawanan arah dengan arah gerak benda
2. Arah gaya gesekan tidak bergantng pada luar permukaan yang bersentuhan
-
9
Gaya gesekan statis dapat ditentukan dengan rumus :
Fs = µ . N
Dimana : µ1 = koefisien gesekan statis
N = Gaya bormal (N = W = m . g)
Sehingga pada saat balok tepat akan bergerak diperoleh :
µs = F / N
III.
1.
2.
3.
4.
5.
IV.
V.
ALAT DAN BAHAN
Unit percobana gesekan statis
Balok luncur
Beban dan penggantung
Katrol
Benang
LANGKAH KERJA
Ukur berat benda menggunakan neraca pegas
Letakkan benda di atas unit percobaan gesekan statis
Naikkan sisi alat percobaan bagian atas pelan-pelan sehingga membentuk
kemiringan tertentu.
Hentikan dan tahan unit yang dinaiikan ketika benda tepat akan bergerak
Hitung sudut yang dibentuk
Hitung besar koefisien gesekan statis
Ulangi untuk dua benda lainnya.
DATA PRAKTIKUM
Benda 1
Berat benda
A
B
C
sudut
B. GAYA GESEK KINETIS
I. TUJUAN
- Menentukan koefisien gesekan kinetis antara dua permukaan
II. TEORI SINGKAT
10
Gesekan kinetis yaitu gaya gesek yang terjadi saat benda dalam keadaan bergerak, Gaya
gesekan statis arahnya selalu berlawanan dengan arah gerak benda.
Gaya gesek kinetis dapat dicari dengan menggunaan hukum newton II.
=
Misalkan kita merangkai
∑
III. ALAT DAN BAHAN :
1) Unit percobana gesekan statis
2) Balok luncur
3) Beban dan penggantung
4) Katrol
5) Benang
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
IV. Langkah kerja
Merakit alat seperti pada gambar
Menimbang berat balok luncur W1 dan W2 dengan neraca pegas
Biarkan benda bergerak, ukur waktu benda bergerak dari posisi awal sampai posisi
tertentu, ukur juga posisinya.
Hitung percepatan benda 1 dengan rumus GLBB
Hitung koefisien gesekan statis
Ulangi untuk benda W2 yang berbeda sedangan W1 sama
Ulangi untk benda W1yang berbeda sedangan W2 sama
V. DATA PERCOBAAN
pengukuran
Benda
papan
Masa benda
di Benda
digantung
Benda 1 dan 2
Benda 1 dan 3
Benda 3 dan 2
11
Waktu tempuh
jarak
yang
ditempuh
JOBSHEET 4
HUKUM NEWTON III
REAKSI TITIK TUMPUAN
I. TUJUAN
Setelah selesai melakukan pratikum mengenai Reaksi Titik Tumpuan ini, maka
diharapkan mahasiswa dapat menentukan gaya reaksi pada titik tumpuan.
II. TEORI SINGKAT
Menurut Hukum Newton III setiap aksi membutuhkan reaksi yang besarnya sama
tetapi berlawanan arah. Bila pada batang bekerja gaya tegak lurus dan batang tersebut
bertumpu pada engsel dan rol, maka reaksi pada titik tumpuan dapat ditentukan
dengan cara analitis dan grafis. Secara analitis, menggunakan prinsip kesetimbangan
gaya :
ΣFx = 0
ΣFy = 0
Στ=0
ΣFx adalah jumlah gaya pada sumbu x, sementara itu ΣFy adalah jumlah gaya pada
sumbu y, Στ adalah jumlah momen gaya.
Secara lukisan kutub (grafis), menggunakan prosedur berikut :
1. Menentukan titik O secara bebas
2. Melukis gaya F1, F2, dan F3 pada satu garis lurus dengan skala (misal 1 N = 1
cm)
3. Menghubungkan garis kutub I, II, III, dan IV, sejajar dengan diagram (jarak titik
tangkap F1, F2, dan F3 harus ditentukan terlebih dahulu)
4. Memindahkan garis kutub I, II, III dan IV, sejajar dengan diagram (jarak titik
tangkap F1, F2 dan F3 harus ditentukan terlebih dahulu)
5. Hubungkan ujung garis kutub I dan IV
6. Memindahkan kembali garis X ke lukisan kutub sehingga memotong garis tegak
lurus (gaya vertikal)
7. Besar gaya reaksi R1 dan R2 dapat diukur, dan diskalakan kembali ke satuan
Newton.
III.ALAT DAN BAHAN
Alat dan bahan yang digunakan pada pratikum ini adalah :
1. Beban
2. Benang
3. Rangka batang/ mistar
4. Neraca pegas
IV. LANGKAH KERJA
Langkah-langkah yang dilakukan pada pratikum ini adalah :
1. Merakit alat seperti pda gambar rangkaian percobaan
12
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
V.
Massa
benda 1
Menempelkan kertas pada papan gaya
Mengatur posisi batang agar mendatar
Mencatat angka yang ditunjukkan oleh kedua neraca pegas sebagai mA dan mB
Menggantung bebang pada benang penggantung dengan jarak yang tetah
ditentukan (d1, d2, dan d3)
Mengatur sekerup neraca pegas agar batang kembali ke posisi semula
Mencatat angka yang ditunjuk oleh kedua neraca pegas sebagai Ra dan Rb
Mengulangi percobaan dengan massa beban dan jarak yang berbeda
Menghitung gaya reaksi Ra dan Rb dengan cara analitis dan lukisan kutub
DATA PERCOBAAN
Massa mistar
Massa
benda 2
Jaraj d1
Jarak d2
13
Jarak d3
Gaya titik
tumpu 1
Gaya titik
tumpu 2
JOBSHEET 5
HUKUM ARCHIMEDES
A. MENGHITUNG MASSA JENIS
I. TUJUAN :
Setelah menyelesaikan praktikum ini diharapkan mahasiswa dapat :
- Mengukur massa benda dengan timbangan dan menuliskan satuan massa dalam
Kg
- Mengukur volume benda dengan melihat kenaikan air pada gelas ukur bila objek
telah dicelupkan dan menulsikan satuannya dalam m3
- Menghitung massa jenis dalam masing-masing objek dalam kg/m3
- Menghitung massa jenis relative suatu benda
II. TEORI SINGKAT
A. Massa
Massa adalah kualitas zat yang dikandung oleh sebuah benda. Alat untuk
mendapatkan massa benda dengan mempergunakan timbangan berat, berat
adalah massa benda dikalikan denga gravitasi bumi
W = m.g
Dimana :
W = berat (Newton)
m = massa (Kg)
g = gravitasi bumi
B. Benda
Benda dapat digolongkan atas dua bentuk :
o Benda bentuk beraturan
Contoh : empat persegi panjang, segitiga, persegi empat, lingkaran,
kerucut prisma, dll
o Benda bentuk tak beraturan
Contoh : batu, kerikil, pasir, semen, powder
Alat untuk menentuka volume benda tak beraturan no a s/d d adalah gelas ukur +
air, sedangkan untuk no e adalah gelas ukur + minyak tanah.
Setalah dapat massa dan volume benda maka :
Massa jenis -= massa / volume (Kg/m3)
III.
-
ALAT DAN BAHAN
Gelas ukur dan kaca atau plastic
Air secukupnya, balok kayu, balok semen, porselin
Mistar, timbangan , benang
Botol dasar datar
14
-
Pasir halus
IV. LANGKAH KERJA
1. Menentukan massa dengan timbangan
- Memasang timbangan dengan baik, dengan mempelajari timbangan terlebih
dahulu. Kalau mempergunakan arun balance, letakkan alat pemberat timbangan
arah keatas. Disesuaikan kekuatan timbangan dengan benda yang akan akan
ditimbang
- Menimbang massa objek yang sudah disediakan satu persatu (benda tak beraturan)
dan membaca skala pada timbangan untuk mengetahui massa dari objek.
Membaca skala timbangan sebaiknya dari depan jarum penunjuk skala, jangan
dari samping.
- Mencatat hasil pembacaan, kemudian mencatatkannya pada table yang sudah ada.
2. Menentukan Volume benda dengan gelas ukur dan air
- Mengisi gelas ukur dengan air setinggi 500 cc, mencatat ketinggian air tersebut
(h1), kemudian mengubah satuannya menjadi m3
- Mengikat objek dengan benang dan mencelupkan objek tersebut seluruhnya ke
dalam air.
- Mencatat ketinggian air sekarang (h2) dan meguba satuannya menjadi m3
- Menghitung volume dari objek (h2 – h1) dan mencatat pada table.
- Untuk benda beraturan (balokkayu) diukur panjang, lebar dan tigginya, kemudia
dicari volume nya.
3. Menentukan massa jenis benda
- Dengan telah didapatkanya massa dan volume benda, maka jenis bend adapt
dicari, kemudian dicatat pada tabel
4. Menentukan massa jenis relative
- Mengambil botol dasar dasar datar yan telah ditentukan volumenya, kemudia
menimbang botol tersebut untuk mencari massanya dan hasilnya dicatat pada table
- Mengisi botol tersebut dengan pasir halus kira-kira setemgahnya, kemudian
menimbang massa botol tanpa pasir dan dicatat pada table
- Mencari massa pasir
- Memasukkan air ke dalam botol yang berisi pasir pada langkah dua yang
ditentukan takaranya sampai botol penuh berisi air, kemudian botol ditimbang
yang berisi pasir dan air tersebut, kemudian mencatat hasilnya pada table.
- Mencari volume pasir dan mencatat hasilny apda table
- Mencari massa air dan mencatat pada table
- Dari data data yang diperoleh ditentukan massa jenis relative beda atau pasir
berdsarakan rumus diatas.
15
V.
DATA PERCOBAAN
Jenis benda
Massa benda
Volume benda
B. MENGHITUNG GAYA ARCHIMEDES
I. TUJUAN :
- Menghitung besar gaya tekan ke atas yang dimiliki oleh benda
- Menghitung massa jenis zat cair menggunakan hukum Archimedes
II. TEORI SINGKAT
Bunyi hukum Archimedes :
“ Besar gaya tekan ke atas yang dimiliki oleh benda yang berada dalam suatu zat cair
sama dengan berat zat cair yang dipisahkan”
Perumusan dari hukum archimedes ini yaitu :
Fa = ρ . g . V
Dimana :
-
Fa = gaya tekan ke atas benda dalam zat cair (Newton)
ρ = masajenis zat cari (Kg/m3)
g = gravitas bumi (m/s2)
V = volume benda yang tercelup
III. ALAT DAN BAHAN
- Gelas ukur dan kaca atau plastic
- Air secukupnya, balok kayu, balok semen, porselin
- Mistar, timbangan , benang
IV. LANGKAH KERJA
1. Menghitung gaya tekan ke atas
- Timbang masing-masing benda yang telah disiapkan dengan neraca pegas,
- Masukkan benda ke dalam zat cair, lalu timbang lagi bendaketika berada di dalam
air
- Kurangkan berat benda di udara dengan benda benda dalam zat cair
- Hitung besar gaya tekan ke atas yang dimiliki oleh benda dengan menggunakan
hukum Archimedes, dan bandingkan dengan hasil pengurangan pada poin
sebelumya
16
2. Menghitung massa jenis zat cair
- ganti air dengan zat cair lainnya, (minyak tanah), timbang berat benda di udara dan
didalam zat cair.
- hitung menggunakan Hukum Archimedes massa jenis zat cair
V.
DATA PERCOBAAN
Jenis benda
Massa
benda
Berat
benda di
udara
Berat benda dalam air
Zat cair 1
Benda 1
masuk
semua
Benda 1
masuk
setengah
Benda 2
masuk
seluruhnya
Benda 2
masuk
setengah
17
Zat cair 2
Volume zat yang
dipisahkan
Zat cair 1
Zat cair 2
JOBSHEET 6
GETARAN HARMONIK
I. TUJUAN
- Mahasiswa memahami tentang besaran-besaran pokok pada gelombang, yaitu
frekuensi, periode, simpangan, amplitude, sudut fase dan fase
- mahasiswa mampu menurunkan persamaan gelombang
- mahasiswa mampu memhami konsep perambatan dan resonansi gelombang.
II. TEORI SINGKAT
Getaran adalah Gerakan bolak balik melewati titi keseimbangan.
Besaran-besaran pokok pada getaran harmonic yaitu :
-
Periode (T) : waktu yang diperlukan untuk satu kali getaran
Frekuensi (f): banyaknya gelombang yang terjadi tiap satuan waktu
Simpangan (y) : jarak benda yang di getarkan dengan titik keseimbangan nya
Amplitudo (A) : Simpangan terjauh dari benda
Sudut fase (ϴ) : besaran sudut yng dibentuk saat simpangan tertentu
Fase (φ) : besar sudut fase dibagi dengan satu putaran gelombang (2π)
Getaran dapat dirumuskan sebagai berikut :
y = A sin ϴ
y = A sin ω . t
y = A sin
t
y = A sin 2πf . t
Peride dan frekuensi bend adapat dicari dengan menggunakn persamaan berikut :
=
1 2 = 2 III. ALAT DAN BAHAN
- Set bandul dengan panjang tali berbeda
- Benda-benda dengan massa berbeda
- Mistar
- Stopwatch
IV. LANGKAH KERJA
18
Getarkan bandul dengan benda yang telah disiapkan
Ukur amplitude dari gerataran
Hitung perioda dan frekuensi dari bandul
Ulangi untuk benda yang berbeda
Ulangi untuk panjang bandul yang berbeda
Hitung periode dan frekeunsi dengan rumus yang telah diberikan, bandingkan
hasilnya
Turunkan rumus umum getaran harmonic untuk masing-masing benda
Hitung gravitasi bumi dari nilai periode/frekuensi yang diperoleh
V.
DATA PERCOBAAN
Jenis
benda
Massa
benda
amplitudo
Jumlah getaran
L = 5 cm
19
waktu getaran
L= 10 cm L = 5 cm
L = 10 cm
JOBSHEET 7
PENGUKURAN KOMPONEN LISTRIK
I. TUJUAN
Tujuan yang akan dicapai dengan diadakannya praktek ini adalah agar mahasiswa
dapat :
1. Menetukan nilai tahanan bedasarkan kode warna
2. Mengidetifikasi dan mengukur komponen pokok dalam listrik ; resistor, kapasitor,
induktor, diode, transistor.
II. TEORI SINGKAT
A. KODE WARNA TAHANAN
Nilai tahanan karbon dapat diketahui dengan membaca kode warna yang terdapat
pada tahanan tersebut. Misalkan dengan sebuah tahanan dengan kode warna
kuning, ungu, merah, emas, mempunyai nilai tahanan sebesar 4700 Ohm, toleansi
± 5%
Rangkaian Seri
Tahanan R1 dan R2 seri, tahanan totalnya adalah Rs = R1 + R2
Rangkaian Paralel
Tahanan R1 dan R2 paralel, tahanan totalnya adalah 1/Rp = 1/R1 + 1/R2
Rangkaian Campuran Seri Paralel
Nilai tahanan total untuk rangkaian campuran seri paralel ditentukan oleh bentuk
rangkaiannya. Tahanan total untuk rangkaian diatas adalah :
Rt = R1 + R2.R3/R2+R3
III.
ALAT DAN BAHAN
Alat dan bahan yang digunakan dalam praktek ini adalah :
1. Multitester
2. Tahanan 150 Ohm, 470 Ohm, 1 Kohm, 1,5 Kohm, 2,2 Kohm, 4,7 Kohm
3. Breadboard
4. Kabel
IV.
LANGKAH KERJA
Langkah-langkah yang dilakukan dalam praktek ini adalah :
1. Menentukan nilai tahanan sesuai dengan tabel yang ada, bedasarkan kode
warnanya
2. Mengukur nilai tahanan yang diberikan sesuai dengan tabel yang ada
3. Membuat rangkaian sesuai dengan rangkaian pada gambar rangkaian
20
4. Mengukur nilai tahanan total rangkaian tersebut
5. Mengukur nilai tahanan rangkaian selanjutnya
21
JOBSHEET 8
HUKUM OHM
I. TUJUAN :
- Mengukir nilai tahanan total pada rangkaian tahanan seri, parallel dan campuran
seri parallel
- Menghitung nilai tahanan total suatu rangkaian tahanan dengan metode rangkaian
seri paralel dan transformasi segitiga bintang
- Mengukur arus dan tegangan dalam suatu rangkaian listrik
- Menghitung besar arus dan tegangan pada rangkaian dengan menggunakan hukum
ohm
II. TEORI SINGKAT
Transformasi Rangkaian Segitiga Ke Rangkaian Bintang
R1, R2, dan R3 dalam rangkaian segitiga dapat ditransformasikan kedalam rangkaian bintang
dengan tahanan R12, R23 dan R13 yang nilainya sebagai berikut :
R12 = R1R2 / R1 + R2 + R3
R23 = R2R3 / R1 + R2 + R3
R13 = R1R3 / R1 + R2 + R3
Arus dalam suatu rangkaian listrik nilainya ditentukan oleh nilai tegangan dari tahanan dalam
rangkaian tersebut. Menurut ahli fisika bangsa jerman yang bernama GEORGE SIMON
OHM, besar arus dalam suatau rangkaian listrik berbading lurus dengan tegangan terbalik
dengan tahanan dalam rangkaian tersebut, hokum ini dapat dinyatakan dalam bentuk :
-
I=
Dimana :
I = arus dengan ampere (a)
R = Tahanan (ohm)
V = tegangan (volt)
III. ALAT DAN BAHAN
- Multimeter
- Miliampere
- Tahanan 47 ohm, 100 ohm, 470 ohm dan 1000 ohm
- Sumber tegangan DC 6 V
- Kabel
- Papan rangkaian
22
IV. LANGKAH KERJA
1. Rangkaian a
- Rangkai rangkaian di breadboard sesuia dengan rangkaian (a),
(a), perhatian tanda
positif (+) dan negative ((-)
- Ukur besar arus I, V1 , V2 , I1 dan I2
- Variasikan nilai hambatan sesuai dengan tabel hambatan yang diberikan
-
2. Rangkaian B
Rangkai rangkaian di breadboard sesuia dengan rangkaian (a),
(a), perhatian tanda
positif (+) dan negative ((-)
Ukur besar arus I, V1 , V2 , V3, I1 , I2 dan I3
Variasikan nilai hambatan sesuai dengan tabel hambatan yang diberikan
Rangkaian percobaan
I
I
(a)
(b)
23
JOBSHEET 9
HUKUM KIRCHOFF I
I. TUJUAN.
Tujuan dari pelaksanaan pratikum ini, dimana paratikan diharapkan dapat :
1. Mengukur arus total dan arus cabang dalam suatu rangkaian listrik
2. Menghitung besar arus total dan cabang dalam suatu rangkaian listrik
3. Menyelidiki hubungan anatara arus total dan arus cabang dalam rangkaian tahanan
II. TEORI SINGKAT
Hukum kirchoff I merupakan hukum arus kirchoff yang dapat dinyatakan sebagai
berikut : jumlah arus yang menuju titik cabang sama dengan jumlah arus yang
meninggalkan titik tersebut.
Misalkan A adalah titik cabang. Arus yang menuju titik A adalah I1, arus yang
meninggalkan titik A adalah I2. I3, dan I4, maka I1 = I2 – I3 + I4
Dalam rangkaian seperti gambar 2 terdapat dua sumber arus bebas sebesar 30 mA dan
10 mA, dan sebuah arus tak bebas atau sumber arus terkontrol sebesar 2 Ix. Sumber arus
tak bebas adalah suatu sumber arus dimana arusnya ditentukan oleh arus yang terdapat
di setiap bagian rangkaian. Tentukan besar arus Ix dan Iy dalam rangkaian tersebut.
Solusi :
Dengan menggunakan hukum arus kirchoff pada masing – masing titik cabang dalam
rangkaian diperoleh dua persamaan :
- Untuk titik cabang A :
30 = Ix – Iy ........................................................................................................ (1)
- Untuk titik cabang B :
2Ix – Iy = 10 .......................................................................................................(2)
III.
-
IV.
ALAT DAN PERALATAN
Multimeter
Miliampere
Tahanan 47 ohm, 100 ohm, 470 ohm dan 1000 ohm
Sumber tegangan DC 6 V
Kabel
Papan rangkaian
LANGKAH KERJA
-
Rangkai rangkaian di breadboard sesuia dengan rangkaian (a), perhatian tanda
positif (+) dan negative (-)
Ukur besar arus I, I1 , I2 , I3 , I4 , I5
24
-
Variasikan nilai hambatan
batan sesuai dengan tabel hambatan yang diberikan
Rangkaian percobaan :
25
JOBSHEET 10
HUKUM KIRCHOFF II
I.
TUJUAN
- Mengukur arus dan tegangan dalam rangkaian listrik satu loop dan dua loop
- Menghitung besar arus dan tegangan dalam rangkaian listrik sat loop dan dua loop
dengan menggunakan hokum tegangan kirchof dan hUkum ohm
II. TEORI SINGKAT
Hukum tegangan kirchof dapat dinyatakan sebagai berikut : dalam suatu rangkaiantertutup
(loop), jumlah gaya gerak listrik (GGL) sama dengan jumlah hasil kali arus dan tahanan
dalam loop itu, hokum ini dapat dinyatakan dalam bentuk :
∑E = ∑IR
Aturan yang harus digunakan adalah :
-
-
Terapkan arah arus loop pada setiap loop
Tegangan sumber diberi tanda positif bilaa searah dengan arah arus loop dan
sebaliknya
Arus diber tanda positif bila searah dengan arah arus loop dan sebaliknya tahanan
selelu diberi tanda positif
Teganngan antara dua titik dalam rangkaian, misalnya VAB dapat ditentukan
dengan menggunakan hokum ohm sebagai berikut :
VAB = ∑IR - ∑E
Aturan yang harus dipenuhi adalah :
Arah positif adalah dari A ke B
I dan E diberi tanda positif bila searah dengan arah positif dan sebaliknya
R selalu diberi tanda positif (+)
Pad agambar I diketahui dua sumber tegangan E1 = 30 volt dan E2 = 120 volt, tahanan
dalamnya diabaikan, tahana R1 = 30 ohm , R2 = 15 ohm. Dapat ditentukan arus, tegangan
pada masing-masing tahanan dan tegangan antara titik A dan B. terlebih dahulu ditentukan
arah arus dalam rangkaian, misalkan searah dengan arah putaran jarum jam. Dengan
menggunakan hokum ohm diperoleh besar arus dalam rangkaian :
∑E = ∑ IR
E1 + E2 = I R1 + I R2
E1 diberi tanda negative karena berlawaan dengan arah 1
-30 + 120 = I (30 + 15)
Diperoleh I = 2 ampere
26
Tegangan pada masing-masing tahanan adalah :
VR1 = I .R1 = 2 x 30 = 60 volt
VR2 = I . R2 = 2 x 15 = 30 volt
Tegangan antar titik A dan B dihitung sebagai berikut :
Arah positif adalah dari titik A ke B yang melalui R1 dan E1
VAB = ∑ I R - ∑E
= I . R1 – (- E1)
= 2 x 30 + 30
Dari gamabr 2 kita diminta untuk menetukan I2, E2, E3 dan beda potensial atanta titik A dan B
Arah arus I1 , I2 dan I3 dapat kita ambil sembatang. Pada titik A berlaku hubungan ,
I1 – I2 – I3 = 0
I2 = I1 – I2 = 1 -2 = -1 ampere (berarti arus yang diambil terbalik)
Hal ini tidak menjadi masalah, asal kita mempertahankan tanda negative untuk menetukan E1
dan E2 pada loop I digunakan rumus,
∑E = ∑I. R
∑E = E1 – E2
∑IR = I2 . R3 + I2 R2 + I1 R4 + I1 R1
Perhatikan bahwa E2 diberi tanda negative karena malawan arah loop 1
E1 – E2 = I2 R5 + I2 r2 + I1 R4 + I1 R1
20 – E2 = - 1 ( 4 + 1) + 1 ( 6 + 1)
E2 = 20 – 2 = 18 volt
Untuk loop 2 digunakan rumus :
∑E = ∑ IR
∑E = E2 – E3
∑IR = I3 R3 + I3 R6 – I2 R2 – I2 R5
III.
-
ALAT DAN PERALATAN
Multimeter
27
-
IV.
Miliampere
Tahanan 47 ohm, 100 ohm, 470 ohm dan 1000 ohm
Sumber tegangan DC 6 V
Kabel
Papan rangkaian
LANGKAH KERJA
-
-
1. Rangkaian a
Rangkai rangkaian di breadboard sesuia dengan rangkaian (a),
(a), perhatian tanda
positif (+) dan negative ((-)
Ukur besar arus V1 , V2 , V3
Variasikan nilai hambatan sesuai dengan tabel hambatan yang diberikan
2. Rangkaian B
Rangkai rangkaian di breadboard sesuai dengan rangkaian (a),
(a), perhatian tanda
positif (+) dan negative ((-)
Ukur besar arus V1 , V2 , V3 , V4 dan I2
Variasikan nilai hambatan sesuai dengan tabel hambatan yang diberikan
Rangkaian Percobaan :
(a)
(b)
28