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
