PERCOBAAN 4 USAHA DAN ENERGI 1. TUJUAN 1. Menentukan kecepatan dan percepatan benda pada bidang miring 2. Menetukan energi kinetik pada bidang miring 2. LANDASAN TEORI Permukaan bidang miring sangat licin (gesekan nol) Terdapat tiga kondisi yang berbeda, sebagaimana ditunjukkan pada gambar di bawah. Pada gambar a, benda meluncur pada bidang miring yang licin (gaya gesekan = 0) tanpa ada gaya tarik. Jadi benda bergerak akibat adanya komponen gaya berat yang sejajar bidang miring (w sin θ). Pada gambar b, benda meluncur pada bidang miring yang licin (gaya gesekan = 0) akibat adanya gaya tarik (F) dan komponen gaya berat yang sejajar bidang miring (w sin θ). Pada gambar c, benda bergerak akibat adanya komponen gaya tarik yang sejajar permukaan bidang miring (F cos θ) dan komponen gaya berat yang sejajar bidang miring (w sin θ). Benda bergerak akibat adanya komponen gaya berat yang sejajar permukaan bidang miring Berdasarkan hukum II Newton, percepatan gerak benda adalah : Laboratorium Fisika Dasar I FMIPA UNIB Page 15 V V = V0 + at = 0 + at = at Energi Mekanik pada bidang miring Misalnya sebuah benda diletakan pada bidang miring sebagaimana tampak pada gambar di atas. pada analisis ini kita menganggap permukaan bidang miring sangat licin sehingga tidak ada gaya gesek yang menghambat gerakan benda. Kita juga mengabaikan hambatan udara. Ini adalah model ideal. Laboratorium Fisika Dasar I FMIPA UNIB Page 16 Apabila benda kita letakan pada bagian paling atas bidang miring, ketika benda belum dilepaskan, benda tersebut memiliki EP maksimum. Pada titik itu EK-nya = 0 karena benda masih diam. Total Energi Mekanik benda = Energi Potensial (EM = EP). Perhatikan bahwa pada benda tersebut bekerja gaya berat yang besarnya adalah mg cos teta. Ketika benda kita lepaskan, maka benda pasti meluncur ke bawah akibat tarikan gaya berat. Ketika benda mulai bergerak meninggalkan posisi awalnya dan bergerak menuju ke bawah, EP mulai berkurang dan EK mulai bertambah. EK bertambah karena gerakan benda makin cepat akibat adanya percepatan gravitasi yang nilainya tetap yakni g cos teta. Ketika benda tiba pada separuh lintasannya, jumlah EP telah berkurang menjadi separuh, sedangkan EK bertambah setengahnya. Total Energi Mekanik = ½ EP + ½ EK. Semakin ke bawah, jumlah EP makin berkurang sedangkan jumlah EK semakin meningkat. Ketika tiba pada akhir lintasan (kedudukan akhir di mana h2 = 0), semua EP berubah menjadi EK. Dengan kata lain, pada posisi akhir lintasan benda, EP = 0 dan EK bernilai maksimum. Total Energi Mekanik = Energi Kinetik. 3. ALAT dan BAHAN No Alat/Bahan Jumlah 1. 2. 3. 4. 1 buah 1 buah 1 buah 1 buah Papan luncur Balok kayu Busur derajat dan penggaris Stopwatch Laboratorium Fisika Dasar I FMIPA UNIB Page 17 4. GAMBAR RANGKAIAN V0 A s B C D h V E θ Gambar 5.1 5. LANGKAH PERCOBAAN 1. Susunlah papan luncur seprti gambar 5.1 2. Timbanglah massa balok m dan letakkan balok di atas bidang papan peluncur yang miring 3. Tentukan juga panjang bidang miring yang dilalui oleh balok 4. Tentukan posisi A, B, C, D, dan E pada papan luncur 5. Catat waktu (t) balok ketika di posisi A, B, C, D, dan E 6. Ulang percobaan sebanyak 5 kali pengulangan, catat hasil pengamatan pada tabel. 6. TUGAS PENDAHULUAN Cari artikel yang berhubungan dengan judul praktikum yang akan dilakukan 7. LAPORAN 1. Tentukan Percepatan dan Kecepatan balok pada masing-masing titik. 2. Tentukan Energi Kinetik, energi potensial dan enrgi Mekanik pada masing-masing titik acuan. 3. Plotlah grafik hubungan antara waktu dengan Kecepatan dan jarak. Laboratorium Fisika Dasar I FMIPA UNIB Page 18
