Praktikum 2-MESIN ATWOOD

Penuntun Praktikum Fisika Dasar
Pendidikan Kimia FKIP UKI
Tahun akademik 2019-2020
Praktikum ke
Judul Praktikum:
MESIN ATWOOD
Hanya untuk kalangan sendiri
2
Tanggal Praktikum:
Bahan Kajian Praktikum
DINAMIKA
Tujuan Praktikum
a. Memahami hukum-hukum Newton tentang gerak.
b. Memahami aplikasi hukum Newton pada gerak lurus beraturan (GLB) dan
gerak lurus berubah beraturan (GLBB).
c. Menentukan percepatan benda yang bergerak lurus berubah beraturan
(GLBB).
Alat dan Bahan
No
Alat/bahan
Jumlah
1.
Stopwatch
1
2.
Neraca teknis
1
3.
Pesawat Atwood, yang terdiri atas:
a. Tiang berskala (T) dengan katrol pada bagian
1
ujung (K) berjari-jari R
b. Tali penggantung yang massanya dapat diabaikan
1
c. beban silinder
2
d. beban tambahan 50 gr (m)
5
e. Klem (L)
Secukupnya
f. pegas (S)
1
g. Penahan beban tambahan m (B), berlubang
1
h. Penahan beban M2 (C), tak berlubang
1
Teori / Prinsip Dasar
Newton memiliki peran yang sangat besar dalam upaya menjelaskan gerak
suatu benda melalui hukum-hukum tentang gerak. Ada tiga buah hukum yang
dinyatakannya, yaitu hukum I Newton, hukum II Newton, dan hukum III Newton.
Hukum I Newton berbunyi: “Jika sebuah benda atau sistem benda tidak
dipengaruhi gaya luar, maka benda atau sistem benda itu akan selalu berada
dalam keadaan keseimbangan”. Keseimbangan yang dimaksud adalah jika
semula benda diam, maka selamanya akan tetap diam, dan jika benda semula
bergerak, maka akan tetap bergerak lurus beraturan (GLB). Hukum I Newton ini
sering diungkapkan dengan persamaan:
Disusun oleh: Ngia Masta, S.Pd., M.Si.
1|Universitas Kristen Indonesia
Penuntun Praktikum Fisika Dasar
Pendidikan Kimia FKIP UKI
Tahun akademik 2019-2020
Hanya untuk kalangan sendiri
∑
Pers 2.1
yang diturunkan dari persamaan
∑
Pers 2.2
Persamaan diatas adalah momentum linier
Hukum II Newton berbunyi: “Jika suatu benda atau sistem benda dikerjakan
gaya luar, maka percepatan yang ditimbulkan besarnya berbanding lurus
dengan resultan gaya itu dan searah dengan arah gaya tersebut”. Hukum II
Newton ini sering dinyatakan dengan persamaan:
∑
Pers 2.3
Jika kita tinjau gaya-gaya yang bekerja dan gerak yang terjadi pada pesawat
Atwood, maka kita akan dapat membaginya menjadi beberapa bagian, yaitu:
Gerakan dari A ke B
Benda M1 bergerak dipercepat beraturan ke atas dan benda M2 bergerak
dipercepat beraturan ke bawah. Jika gesekan katrol Fg diperhitungkan, maka
akan diperoleh nilai percepatan M1 dan M2 sebesar
(
)
Pers 2.4
Sedangkan dalam percobaan ini akan diperoleh nilai
Pers 2.5
Dengan
Dan
Untuk mengukur percepatan diperlukan dua keadaan sistem yaitu keadaan
gerak dipercepat beraturan (GLBB) dari A ke B dan gerak beraturan (GLB) dari
B ke C. Jika waktu dari A ke B adalah dan jarak tempuhnya , maka akan
diperoleh hubungan
Pers 2.6
Dan
Pers 2.7
Sehingga
Pers 2.8
Jika dikombinasikan dengan persaman , maka akan diperoleh
Disusun oleh: Ngia Masta, S.Pd., M.Si.
2|Universitas Kristen Indonesia
Penuntun Praktikum Fisika Dasar
Pendidikan Kimia FKIP UKI
Tahun akademik 2019-2020
Hanya untuk kalangan sendiri
Pers 2.9
Dengan
(
)
(
)
Pers 2.10
Dan
Pers 2.11
Gerakan dari B ke C
Jika waktu dari B ke C adalah dan jarak tempuhnya , maka akan diperoleh
hubungan
Pers 2.12
Sehingga
Pers 2.13
Dengan kombinasi persamaan yang ada, maka akan diperoleh persamaan
Pers 2.14
Dengan
Pers 2.15
Prosedur Kerja
1. Ukurlah massa beban M1 dan M2 serta beban tambahan m.
2. Pasanglah tali pada katrol dan gantungkan beban M1 dan M2 pada ujungujung tali (Gambar 2.1). Perhatikan bahwa apakah dengan kedua beban itu
sistem dalam keadaan seimbang.
3. Pasanglah M1 pada klem dan tambahkan beban tambahan m pada beban
M2. Catat kedudukan A (kedudukan M2 dan m), kedudukan penahan B dan
penahan C pada skala tiang.
4. Setelah benar-benar tenang (beban tidak bergerak dan berputar), lepaskan
M1 dari klem dan catat waktu yang diperlukan oleh (m + M2) dari A ke B
sebagai tAB dan oleh M2 dari B ke C sebagai tBC.
5. Ulangi langkah 3 dan 4 untuk beban tambahan m yang lain.
Disusun oleh: Ngia Masta, S.Pd., M.Si.
3|Universitas Kristen Indonesia
Penuntun Praktikum Fisika Dasar
Pendidikan Kimia FKIP UKI
Tahun akademik 2019-2020
Hanya untuk kalangan sendiri
Gambar 2.1 Set Alat Mesin Atwood
Disusun oleh: Ngia Masta, S.Pd., M.Si.
4|Universitas Kristen Indonesia
Penuntun Praktikum Fisika Dasar
Pendidikan Kimia FKIP UKI
Tahun akademik 2019-2020
Hanya untuk kalangan sendiri
Tugas
1. Gambarkan gaya-gaya yang bekerja pada pesawat Atwood dalam
kondisi seimbang (tanpa beban tambahan m) termasuk gaya-gaya pada
katrol!
2. Dua buah benda yang massanya m1 dan m2 dihubungkan dengan seutas
tali ringan melalui dua buah katrol identik, tiap katrol memiliki momen
inersia I (lihat gambar). Buktikan bahwa percepatan tiap benda adalah
(
)
3. Jika m1 = 2 kg, m2 = 11 kg, massa katrol M = 2 kg, dan katrol dapat
dianggap berbentuk silinder pejal (Gambar 2.2), hitung:
Gambar 2.2 Contoh Kasus Mesin Atwood
(a) percepatan yang dialami tiap benda
(b) tegangan tali T1, T2 dan T3
(c) gambarkan gaya-gaya yang bekerja pada sistem
Daftar Pustaka
Halliday, D., Resnick, R., & Walker, J. (2010). Fisika dasar edisi 7 jilid 1. Jakarta: Erlangga.
Tipler, P. A. (1998). Fisika untuk Sains dan Teknik, terjemahan Prasetio dan Rahmad Jilid 1.
Edisi Ketiga, Jakarta, Penerbit Erlangga.
Young, H. D., Freedman, R. A., Sandin, T. R., & Ford, A. L. (2002). Sears and Zemansky Fisika
Universitas: Edisi Kesepuluh.
Disusun oleh: Ngia Masta, S.Pd., M.Si.
5|Universitas Kristen Indonesia
Penuntun Praktikum Fisika Dasar
Pendidikan Kimia FKIP UKI
Tahun akademik 2019-2020
Hanya untuk kalangan sendiri
Lembar Kerja Mahasiswa 2
Judul Praktikum:
Mesin atwood
Nama
NIM
Program Studi
:
:
:
Tanggal Praktikum
Tujuan Praktikum
Hasil Pengamatan
Massa tali
:
Massa katrol :
Jari-jari katrol :
No.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8
9
10
(gram) (gram) (gram)
Disusun oleh: Ngia Masta, S.Pd., M.Si.
Jarak AB
Jarak BC
(s)
(s)
(s)
:
:
(s)
(s)
(s)
(s)
(s)
6|Universitas Kristen Indonesia