LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR II “Frekuensi Listrik” MARIA RESBAL 18505009 A2 JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MANADO 2019 A. TUJUAN Setelah menyelesaikan Praktikum ini diharapkan mahasiswa mampu: 1. Melakukan percobaan penentuan frekuensi listrik arus bolak-balik 2. Memperlihatkan proses terjadinya gaya Lorentz 3. Menjelaskan prinsip dasar percobaan ini B. ALAT/BAHAN 1. Neraca Teknis 8. Meteran 2. Kotak Sonometer 9. Beban Gantung 3. Multimeter 10. Kawat baja 4. Power Supply 11. Saklar 5. Magnet Ladam 12. Kabel 4 ujung 6. Penyanggah Magnet 13. Standard 7. Neraca digital kecil C. TEORI Bunyi yang dihasilkan oleh dawai bergetar menyerupai superposisi dari gelombang-gelombang sinusoidal berjalan. Gelombang berdiri pada dawai dan gelombang bunyi yang merambat di udara mempunyai kandungan harmonik (tingkatan di mana terdapat frekuensi yang lebih tinggi dari frekuensi dasar) yang serupa. Laju gelombang pada dawai yang bergetar yaitu 𝑣 = √𝐹/𝜇. Dengan mensubtitusi persamaan itu ke persamaan 𝑓 = 𝑣/2𝐿 maka diperoleh 𝑓= 1 𝐹 √ 2𝐿 𝜇 Persamaan di atas menunjukan bahwa frekuensi f berbanding terbalik dengan panjang dawai L. Gaya magnetik pada kawat berarus listrik dengan menggunakan gaya megnetik F = qvB yang beraksi pada muatan tunggal yang bergerak. x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x xx x x x x x x x x x x x x x x xx x Pada gamabar di atas menunjukan segmen kawat penghantar berarus listrik dengan panjang L dan luas penampang A. Dalam segmen itu arus mengalir dari bawah ke atas. Kawat itu terletak dalam daerah medan magnetik homogen B yang arahnya masuk dalam bidang gambar. Diandaikan muatan q yang bergerak adalah positif. Muatan dalam kawat bergerak dengan kecepatan vd ke atas, tegak lurus terhadap B.Gaya bereaksi pada setiap muatan adalah F = qvdB dan arahnya ke kiri. D. PROSEDUR 1. Timbanglah beban gantung yang akan digunakan M 2. Ukur panjang kawat untuk perhitungan µ, kemudian timbang massa (m) kawat tersebut. 3. Buatlah rangkaian alat seperti pada gambar di bawah ini: 4. Hidupkan Power Suply dan alirkan arus bolak-balik pada kawat AC 5. Dengan menggunakan Multimeter (sebagai Voltmeter arus bolak-balik) periksa apakah arus masuk pada kawat AC. Jika arus mengalir kemudian geser-geserkan Jembatan B sehingga pada jarak tertentu akan terlihat kawat AB bergetar. Dengan bentuk ½ gelombang. Pada simpangan getar yang meksimum ukur jarak/panjang AB. 6. Ulangi langkah 5 dengan mengganti beban penggantung. 7. Dengan menggunakan rumus: 𝑓= 1 𝑇 √ 2𝐿 𝜇 Hitung frekuensi kawat yang bergetar Dimana: f = frekuensi arus bolak-balik (Hz) L = Panjang segmen kawat yang bergetar (m) µ = massa persatuan panjang kawat (kg/m) T = Gaya tegang kawat (N) 8. Lakukan pengukuran tiap besaran 3 kali E. HASIL PENGAMATAN Beban (kg) Panjang Jarak AB untuk kawat (m) Massa Percobaan kawat (kg) m1 m2 (m) m1 m1 + m2 I 0,2292 0,2227 1,0 × 10−3 1,380 0,540 0,745 II 0,2292 0,2227 1,1 × 10−3 1,390 0,545 0,790 III 02292 0,2227 1,2 × 10−3 1,384 0,550 0,775 ̅ 𝑿 0,2292 0,2227 1,1 × 10−3 1,384 0,545 0,770 F. PENGOLAHAN DATA 1. Massa persatuan panjang kawat 𝜇= 𝜇= 𝑚𝑘 𝑙𝑘 1,1 ×10−3 1,384 𝜇 = 0,794 × 10−3 kg/m 𝜇 = 7, 94 × 10−4 kg/m 2. Gaya tegangan kawat a. Untuk beban m1 Σ𝐹 = 0 𝑤1 − 𝑇1 = 0 𝑇1 = 𝑤1 𝑇1 = 𝑚1 𝑔 𝑇1 = 0,2292 kg × 9,80 m/s2 𝑇1 = 2,2461 N b. Untuk beban m1 + m2 Σ𝐹 = 0 𝑤2 − 𝑇2 = 0 𝑇2 = 𝑤2 𝑇2 = 𝑚2 𝑔 𝑇2 = (0,2292 + 0,2227) kg × 9,80 m/s2 𝑇2 = 0,4519 kg × 9,80 m/s2 𝑇2 = 4,29305 N 3. Frekuensi Arus a. Untuk beban m1 𝑓1 = 𝑓1 = 1 𝑇1 2𝐿1 √𝜇 1 2,2461 √ 2(0,545) 7,94 ×10−4 1 𝑓1 = 1,09 √0,2828 × 104 1 𝑓1 = 1,09 √2828 1 𝑓1 = 1,09 × 53,17 = 48,77 Hz b. Untuk beban m1 + m2 𝑓2 = 𝑓2 = 1 2𝐿2 𝑇2 √𝜇 1 4,29305 √ 2(0,770) 7,94 ×10−4 1 𝑓2 = 1,54 √0,5406 × 104 1 𝑓2 = 1,54 √5406 1 𝑓2 = 1,54 × 73,52 = 47,74 Hz G. PEMBAHASAN Frekuensi (Hz) Bebannya (kg) 48,77 0,2292 47,74 0,2227 Pada praktikum saat ini didapat hasil ketika semakin besar bebannya maka frekuensi yang didapat akan semakin besar. Namun pada dasarnya frekuensi ini adalah frekuensi dari arus listrik itu sendiri dan frekuensinya adalah 50 Hz. Jadi taraf kesalahan dari praktikan adalah |𝑓𝑡𝑒𝑡𝑎𝑝𝑎𝑛 − 𝑓𝑢𝑘𝑢𝑟 | × 100 % 𝑓𝑡𝑒𝑡𝑎𝑝𝑎𝑛 Untuk beban pertama |50 𝐻𝑧−47,74 𝐻𝑧| 50 𝐻𝑧 |50 𝐻𝑧−48,77 𝐻𝑧| 50 𝐻𝑧 × 100 %2 dan untuk beban kedua × 100 % = 6%. Kesalahan dalam praktikum ini terjadi dikarenakan berbagai sebab diantaranya: 1. Keakuratan alat ukur (terutama neraca satu lengan) dan ketelitian pengukuran oleh praktikan. 2. Kawat tebal yang digunakan tidak lurus tapi berkelok-kelok. 3. Kesalahan paralaks atau kesalahan penglihatan yang dilakukan pengamat. Meskipun pada rumusnya 𝑓 = 1 2𝐿 𝑇 √𝜇 yang bisa disimpulkan bahwa semakin besar massa dari beban maka akan semakin besar juga frekuensinya, namun dalam hal ini tidak akan mengubah frekuensinya, karena kawat sudah dialiri arus listrik bolak-balik yang frekuensinya ialah 50 Hz. Jadi ketika ditambah muatannya, maka panjang segmen kawat yang bergetar akan berubah dalam hal ini ketika kita menambah bebannya, maka panjang segmen kawat yang membentuk setengah gelombang akan ikut bertambah agar frekuensi dari kawat akan tetap sama. Dan hal yang sama juga ketika kawat diganti. Jika luas penampangnya lebih besar maka akan membuat panjang segmen kawat yang bergetar akan bertambah untuk menyesuaikan frekuensi tetap pada 50 Hz. H. KESIMPULAN & SARAN Seuai ketetapan arus listrik bolak-balik mempunyai frekuensi 50 Hz. Semakin beban ditambah dan semakin luas penampang kawat, panjang segmen kawat yang bergetar akan lebih besar agar menyesuaikan hasil frekuensi 50 Hz. Maka dari itu untuk praktikan selanjutnya, agar lebih memperhatikan kesalahan-kesalahan yang ada untuk bisa diminimalisir. I. REFERENSI ---------, 2019. Penuntun Praktikum Fisika Dasar II. Bagian I, Tondano: Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Manado.
