LEMBAR PENGESAHAN BAHAN PENGAJARAN Judul Bahan Ajar Petunjuk Praktikum Mekanika Mata Kuliah Mekanika Semester / Prodi II/P.Fisika Tahun Akademik 2022/2023 Tim Penyusun 1. Drs. Purwiro Harjati, M.Pd 2. Dr. Arif Rahman A., M.Pd Jumlah Halaman 27 Keterangan Tidak diterbitkan, digunakan untuk kalangan sendiri Dengan ini menyatakan bahwa Bahan Pengajaran tersebut di atas telah disahkan untuk dapat digunakan dalam proses perkuliahan Mekanika T.A. 2024/2025 Disahkan Oleh : Dekan FKIP UM Metro Metro, April 2025 Kepala Lab. Pendidikan IPA Terpadu Dr.Arif Rahman Aththibby, MPd.si. M.Barkah Salim, M.Pd.Si NIDN. NIDN. 0202058602 0203128801 BUKU PANDUAN PRAKTIKUM MATA KULIAH MEKANIKA Dosen Pengampu : Drs. Purwiro Harjati, M.Pd Dr. Arif Rahman A., M.Pd Asisten : Sri Mulyani, M.Pd Puja Tria Oktaviana Feby Ayunda Laboratorium Pendidikan Fisika Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Muhammadiyah Metro TA. Genap 2024/2025 Daftar Isi Halaman Judul .............................................................................................................. i Halaman Pengesahan .................................................................................................. ii Daftar Isi ....................................................................................................................... iii Topik Praktikum I Hukum II Newton .............................................................................. 1 Topik Praktikum II Gerak Sentripetal ............................................................................. 4 Topik Praktikum III Gerak Harmonik pada Bandul Matematis ..................................... 10 Topik Praktikum IV Hukum Kekekalan Momentum ..................................................... 14 Topik Praktikum V Kesetimbangan Benda Tegar ........................................................ 20 Topik Praktikum VI Hukum Hooke ............................................................................. 23 Panduan Praktikum Mekanika PERCOBAAN I HUKUM II NEWTON A. Tujuan Praktikum 1. Mahasiswa mampu menentukan besar percepatan benda (a). 2. Mampu menentukan besar tegangan tali (T) B. Kajian Teori Bila ada resultan gaya yang timbul pada sebuah benda, dapat dipastikan benda tersebut kan bergerak dengan suatu percepatan tertentu. Bila benda semula dalam keadaan diam akan bergerak dipercepat dengan percepatan tertentu, sedangkan bila benda semula bergerak dengan kecepatan tetap akan berubah menjadi gerak dipercepat atau diperlambat. Resultan gaya yang bekerja pada benda yang bermassa konstan adalah setara dengan hasil kali massa benda dengan percepatannya. Pernyataan inilah yang dikenal sebagai Hukum II Newton. Secara matematis hukum tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut : Gambar 1. Benda diberi gaya F ∑πΉ = ππ ............................... (1) dimana m adalah massa benda dalam satuan kg, a adalah percepatan benda dalam satuan m/s², dan F adalah resultan gaya yang bekerja pada benda. ο adalah resultan gaya yang menjumlahkan beberapa gaya pada benda. Jika satu benda terletak pada bidang mendatar yang licin dihubungkan dengan benda lain dengan menggunakan seutas tali melalui sebuah katrol, di mana benda yang lain dalam keadaan tergantung tampak seperti gambar 2. Aplikasi Hukum II Newton 1 Panduan Praktikum Mekanika Dalam hal ini kedua benda merupakan satu sistem yang mengalami percepatan sama, maka berdasarkan persamaan Hukum II Newton dapat dinyatakan sebagai berikut: π£ π π΄ π = π‘ = π +π π ................................. (2) π΄ π΅ dengan: a = percepatan sistem (m/s2) mA = massa benda A (kg) mB = massa benda B (kg) g = percepatan gravitasi setempat (m/s2) t = waktu (s) 1 π = π 0 + π£0 π‘ + 2 ππ‘ 2 ...................... (3) Bila benda semula dalam keadaan diam, maka percepatan dapat dituliskan persamaannya sebagai berikut: 2π π = π‘2 ....................................... (4) Besarnya tegangan tali (T) dapat ditentukan dengan meninjau resultan gaya yang bekerja pada masing-masing benda, dan didapatkan persamaan: π = ππ + ππ .............................. (5) C. Alat dan bahan Banyaknya 1. Mobil/troli mekanika dengan massa yang sama 2 2. Rel mobil 1 3. Beban 5 gram – 25 gram 5 4. Tali secukupnya 5. Stopwatch 2 6. Katrol sedang dan dudukannya 1 7. Penggaris 1 meter 1 8. Neraca ohaus 1 2 Panduan Praktikum Mekanika D. Prosedur Percobaan 1. Timbang mobil atau troli (ππ΄ ) dan beban (ππ΅ ) menggunakan neraca sebanyak 5 kali. 2. Anggap massa tali di abaikan karena jauh lebih ringan dibanding dengan massa beban. 3. Buat rangkaian seperti pada gambar Troli (ππ΄ ) Troli (ππ΅ ) Gambar 2. Rangkaian Praktikum 4. Letakkan troli (ππ΄ ) pada jarak 1m dari titik akhir pengukuran. 5. Letakkan beban 5 gram pada mB sehingga massa ππ΅ lebih besar dibandingkan ππ΄ . 6. Ketikan troli sudah mulai bergerak hitung waktunya dengan menggunakan stopwatch. 7. Catat pada tabel pengambilan data. 8. Ulangi langkah 5-7 pada penambahan tiap 5 gram hingga beban bernilai 25 gram E. Tabel Pengambilan Data No. mA (kg) mB (kg) ∑ 3 s (m) t (s) t2 (s2) a (m/s2) T(N) Panduan Praktikum Mekanika PERCOBAAN II GERAK SENTRIPETAL A. Tujuan Praktikum 1. Mahasiswa mampu menentukan hubungan gaya sentripetal (πΉπ ) dengan jari-jari (r). 2. Mahasiswa mampu menentukan hubungan kecepatan linier (π£) dengan jari-jari (r). 3. Mahasiswa mampu menentukan hubungan periode (π) dengan jari-jari (r). B. Kajian Teori Gerak melingkar adalah gerak suatu benda dengan lintasan yang berbentuk lingkaran. Dimana gerak melingkar dapat kita temukan disetiap tempat dan kejadian di kehidupan kita, misalkan saja roda berputar melingkar, jarum jam yang bergerak melingkar, bumi berputar mengelilingi matahari dalam orbit mendekati lingkaran, dan sebagainya. Gerak melingkar yang dipelajari dalam fisika ada dua yaitu gerak melingkar beraturan dan berubah beraturan. Pada materi kelas sepuluh yang dibahas adalah gerak melingkar beraturan yaitu gerak benda dalam sebuah lintasan lingkaran dengan kelajuan yang konstan. Gambar 3. Gerak Melingkar pada Ayunan Konis 4 Panduan Praktikum Mekanika Ayunan konis (ayunan kerucut) adalah putaran sebuah benda yang diikat pada seutas tali yang panjangnya L ujung atas tali diikat pada satu titik tetap dan benda diputar mengitari permukaan membentuk kerucut. Ayunan konis ini adalah salah satu penerapan gaya sentripetal pada gerak melingkar beraturan. Dimana ketika benda berputar secara horizontal tanpa membentuk sudut maka bentuk gerakannya seperti pada gambar 2 berikut ini. v R Fs mg Gambar 4. Gerak Melingkar pada bidang horizontal Besaran-besaran dalam gerak melingkar beraturan adalah: 1. Periode (T) Periode didefinisikan sebagai selang waktu yang dibutuhkan oleh suatu benda ketika berputar melingkar sebanyak satu kali putaran. Periode dilambangkan oleh T, dengan satuan SI adalah sekon. π‘ π=π ................................................. (6) Keterangan: T = periode (s) t = waktu (s) n = banyaknya putaran 5 Panduan Praktikum Mekanika 2. Kecepatan sudut (ο·) Kecepatan sudut adalah besarnya sudut yang ditempuh per satuan waktu. Kecepatan sudut memiliki satuan (rad/s). kecepatan sudut juga disebut dengan kecepatan anguler (anguler artinya sudut). 2π π = π = 2ππ ……………………………………… (7) Hubungan antara v dengan ο· adalah v ο½ ο·r 3. Kecepatan Linear (v) Kecepatan linear v adalah kecepatan yang arahnya menyinggung lingkaran. Kecepatan linear memiliki satuan m/s. Untuk benda yang berputar membentuk lingkaran dengan laju konstan v, dapat dituliskan: 2ππ π£= π ................................................ (8) Karena dalam satu putaran benda menempuh satu keliling lingkaran (2ππ). 4. Percepatan sentripetal (as) Percepatan sentripetal adalah percepatan yang selalu tegak lurus terhadap kecepatan linear dan mengarah kepusat lingkaran. π£ π£2 ..................................... (9) ππ = ωv = (π ) π£ = π Jadi untuk benda yang melakukan gerak melingkar beraturan, laju linear adalah konstan, tetapi benda masih mengalami percepatan sentripetal as. Menurut hukum Newton ke dua (∑ πΉ = ππ), sebuah benda yang memiliki percepatan harus memiliki gaya total yang bekerja padanya. Benda yang bergerak membentuk lingkaran, seperti bola di ujung tali, dengan demikian harus memiliki gaya yang diberikan padanya untuk mempertahankan geraknya dalam lingkaran itu. Dengan demikian, diperlukan gaya total untuk memberinya percepatan sentripetal ππ . Besar gaya yang dibutuhkan dapat dihitung menggunakan hukum Newton ke 6 Panduan Praktikum Mekanika π£2 dua untuk komponen radial, ∑πΉπ = πππ dengan ππ = π dan ∑πΉπ adalah gaya total dalam arah radial. π£2 ∑πΉπ = πππ = π π ............................. (10) Karena arah as adalah menuju pusat lingkaran pada setiap waktu, maka gaya total juga harus diarahkan ke pusat lingkaran. C. Alat dan Bahan 1. Tongkat besi 2. Bandul 3. Pengait 4. Tali/benang 5. Korek 6. Cutter D. Prosedur Kerja 1. Ukur panjang tali 2. Masukkan tali ke dalam pipa besi yang sudah disediakan 3. Ikat salah satu ujung tali dengan bandul dan ujung tali lainnya diikat dengan pengait agar tali tidak tenggelam ke dalam pipa, seperti pada gambar 5. Gambar 5. Rangkaian Alat Gerak Sentipetal 7 Panduan Praktikum Mekanika 4. Putar pipa besi hingga konstan, kemudian hitung periode yang telah di tentukan 5. Kemudian catat hasil pengamatan dalam pada tabel hasil 6. Buatlah kesimpulan untuk kegiatan praktikum ini E. Tabel Pengambilan Data No. m r t (kg) (m) (s) n T v F1 F2 (s) (m/s) Percobaan Hitung (N) (N) A. Pertanyaan/Diskusi 1. Berdasarkan praktikum, faktor apa yang menyebabkan benda bergerak melingkar? 2. Bagaimana hubungan jari-jari putar dengan periode dan gambarkan grafik hubungannya! 3. Bagaimana hubungan jari-jari putar dengan kecepatan dan gambarkan grafik hubungannya! 4. Bagaimana hubungan jari-jari putaran dengan gaya sentripetal dan gambarkan grafik hubungannya! 8 Panduan Praktikum Mekanika B. Grafik Data 1. Hubungan R dengan T 2. Hubungan R dengan V 3. Hubungan R denganFs C. Kesimpulan Buatlah kesimpulan dari praktikum yang telah kalian lakukan! 9 Panduan Praktikum Mekanika PERCOBAAN III GERAK HARMONIK PADA BANDUL MATEMATIS A. Tujuan Praktikum Menghitung percepatan gravitasi bumi di Laboratorium Pendidikan Fisika B. Kajian Teori Percepatan gravitasi belum dapat di ukur secara langsung pengukuran dapat melalui eksperimen dengan memanfaatkan perumusan suatu konsep atau hukum fisika. Banyak persamaanpersamaan yang dapat digunakan untuk mengukur percepatan gravitasi, salah satu di antaranya adalah ayunan sederhana. Ayunan sederhana atau bandul matematis memiliki periode yang memenuhi persamaan berikut. π π = 2π√π .............................................. (11) Dari persamaan periode diatas, dapat dilihat adanya unsur besaran percepatan gravitasi g. Apabila nilai T dan π diketahui maka nilai g dapat dihitung yaitu memenuhi π π = 4π 2 π 2 ....................................... (12) Untuk mengukur percepatan gravitasi g melalui eksperimen dengan mengunakan persamaan diatas dapat dirancang alat seperti pada gambar 6. Benda diikat dengan benang sepanjang π , digantungkan pada statif kemudian di ayunkan. Dengan mengukur waktu pada 10 ayunan sehingga berlaku: π π» = ππ π ............................................ (13) C. Alat dan Bahan 1. Stopwatch (nst = 0,01 sekon) 2. Busur derajad 1 buah (nst = 10Λ) 3. Benang sekucupnya. 4. Penggaris (mistar) dengan panjang 100 cm (nst = 0,1 cm) 10 Panduan Praktikum Mekanika 5. Statif 6 6. Neraca Ohaus (nst = 0,01 g ) 7. Beban (25 g , 50 g , 100 g ) 8. Gunting D. Prosedur percobaan 1. Mempersiapkan alat dan bahan yang akan digunakan dalam pratikum serta mengecek keadaan alat apakah dalam keadaan baik, kemudian mengkalibrasi alat seperti neraca Ohaus dan stopwatch. 2. Menimbang massa masing-masing beban dengan menggunakan neraca Ohaus kemudian mencatat hasilnya. 3. Mengikat masing-masing beban dengan benang kemudian benang dipotong dengan menggunakan gunting sesuai dengan kebutuhan masing- masing beban. 4. Merangkai peralatan seperti gambar 6 di bawah ini: Gambar 6. Bandul Matematis 5. Dari keadaan yang sudah setimbang (gambar 6), bandul ditarik sehingga menyimpang dengan sudut sejauh 20 o terhadap titik kesetimbangan (dengan menjaga agar tali bandul tidak kendor saat ditarik) dan menyiapkan stopwatch yang telah menunjukkan titik nol. 11 Panduan Praktikum Mekanika B` B A Gambar 7. Lintasan Bandul Matematis 6. Bandul kemudian dilepaskan, secara bersamaan, stopwatch juga ditekan. Dan selanjutnya mengamati waktu yang diperlukan oleh bandul untuk melakukan 10 kali ayunan, pada gambar 7 dapat diketahui bahwa 1 kali ayunan adalah gerak dari: B – A – B’ – A – B. Kemudian hasilnya dicatat pada jurnal praktikum. 7. Mengulangi langkah 5 dan 6 sebanyak 5 kali percobaan 8. Pengambilan data pertama adalah dengan melakukan variasi terhadap panjang tali L, dengan mengganti panjang tali (L) yang semula 50,0 cm diganti menjadi 65,0 cm, 80,0 cm, dan 100,0 cm, 105,0 cm. dengan massa beban (m) yang digunakan sama untuk berbagai variasi panjang tali yaitu m = 100,00 gram. Dan mengulangi langkah–langkah 5, 6, dan 7 untuk masing–masing panjang tali. Hasilnya dicatat dalam tabel 1 pada jurnal pratikum yang telah dibuat. 9. Pada pengambilan data kedua, yang divariasikan adalah massa beban. Caranya adalah dengan mengulangi langkah–langkah 5, 6, dan 7 untuk massa beban 10,47 gram, 50,00 gram, dan 100,00 gram. Hanya saja pada langkah 5 sudutnya diubah menjadi 150, tetapi panjang tali yang pada pengambilan data ketiga, yang divariasikan adalah sudut simpangan = ο± bandul. Caranya yaitu dengan mengulangi langkah 5, 6, dan 7 untuk 30o dan 60o. 12 Panduan Praktikum Mekanika Panjang tali dan massa beban yang digunakan sama untuk berbagai sudut simpangan yaitu L = 50,0 cm dan m = 100,00 gram. Hasilnya dicatat dalam tabel 3 pada jurnal pratikum yang telah dibuat. 10. Pada pengambilan data ketiga, yang divariasikan adalah sudut simpangan = ο± bandul. Caranya yaitu dengan mengulangi langkah 5, 6, dan 7 untuk 30o dan 60o. Panjang tali dan massa beban yang digunakan sama untuk berbagai sudut simpangan yaitu L = 50,0 cm dan m = 100,00 gram. Hasilnya dicatat dalam tabel 3 pada jurnal pratikum yang telah dibuat. E. Tabel Pengambilan Data 1. Tabel pengukuran massa bandul NO m (g) t (s) T (s) T2 (s) g (m/s2) ∑ 2. Table pengukuran periode terhadap panjang tali NO l (m) t (s) T (s) T2 (s) g (m/s2) ∑ 3. Table pengukuran sudut terhadap massa bandul NO π t (s) T (s) ∑ 13 T2 (s) g (m/s2) Panduan Praktikum Mekanika PERCOBAAN IV HUKUM KEKEKALAN MOMENTUM A. Tujuan Praktikum Tujuan utama dari praktikum ini adalah agar dapat memahami hukum kekekalan momentum dan mengaitkannya dengan hukum Newton ke-2 dan ke-3, serta dapat membedakan tumbukan elastik dan tumbukan inelastik. B. Kajian Teori Momentum atau biasa ditulis dengan lambang P dapat didefinisikan sebagai suati hasil kali antara massa (m) dengan kecepatan (v). Atau dapat ditulis sebagi berikut: π = ππ£ ........................................... (14) Dikarenakan kecepatan adalah besaran vektor, maka momentum dapat dinyatakan dalam bentuk vektor juga. Satuan dari momentum adalah kg m/s2 . Dari rumus diatas, dapat disimpulkan bahwa semakin besar massa dan kecepatan benda maka besar momentumnya juga semakin besar. Gambar 8. Tumbukan antara dua benda bermassa Pada gambar diatas, tumbukan yang terjadi antara benda 1 dan benda 2 sama besar, karena sama-sama bergerak dengan kecepatan tertentu dan dengan massa tertentu, maka ketika kedua benda tersebut bertumbukan, masing-masing benda memberikan gaya ke benda lain sehingga besar momentumnya dapat diketahui. Besarnya momentum yang bekerja pada saat tumbukan dapat diketahui melalui persamaan : 14 Panduan Praktikum Mekanika π = π′ ................ (15) π1 π£1 + π2 π£2 = π1 π£1 ′ + π2 π£2 ′ 1. Tumbukan Lenting Sempurna (e = 1) Tumbukan lenting sempurna atau perfectly elastic collison adalah tumbukan dimana gaya yang bekerja pada kedua benda adalah gaya konservatif, sehingga besar energi kinetik sebelum dan sesudah tumbukan besarnya sama. Gambar 9. Tmbukan lenting sempurna Pada tumbukan lenting sempurna, terjadi kekekalan energi kinetik, yang dapat dibuktikan dengan persamaan dibawah ini : π1 (π£1 − π£1 ′) = π2 (π£2 − π£2 ′) ........................ (16) Kemudian dari persamaan diturunkan menjadi hukum kekekalan energi kinetik, yaitu : .............. (17) Dimana: βπ£ = kecepatan relatif benda 2 dilihat oleh benda 1 sesaat sebelum tumbukan 15 Panduan Praktikum Mekanika βπ£′= kecepatan relatif benda 2 dilihat oleh benda 1 sesaat setelah tumbukan 2. Tumbukan Tidak Lenting Sama Sekali (e = 0 ) Tumbukan tidak lenting sama sekali atau perfectly inelastic collision adalah tumbukan dimana setelah terjadi tumbukan, kedia benda akan menempel menjadi satu dan mempunya kecepatan yang sama. Gambar 10. Tidak lenting sama sekali Pada tumbukan tidak lenting sama sekalim berlaku hukum kekekalan momentum sebagai berikut : m1v1 ο« m2 v2 ο½ ο¨m1 ο« m2 ο©v' ................... (18) Pada tumbukan tidak lenting sama sekali tidak berlaku hukum kekekalan energi kinetik, sehingga da energi kinetik yang hilang selama proses tumbukan. Besarnya energi kinetik yang hilang, dapat dihitung dengan cara : ................. (19) 3. Tumbukan Lenting Sebagian ( 0 <e < 1 ) Tumbukan lenting sebagian adalah tumbukan dimana nilai koefisien restitusinya berada diantara lebih 0 sampai dengan lebih kecil dari 1. Untuk mengukur koefisien restitusi dapat digunakan rumus : 16 Panduan Praktikum Mekanika ................ (20) Semakin mendekati nilai 0, maka tumbukan semakin tidak lenting, sedangkan semakin mendekati nilai 1, maka tumbukan semakin lenting. C. Alat dan Bahan No 1. 2. 3. 4. 5. Nama Alat dan Bahan Kereta luncur Rel kereta Stopwatch Neraca ohaus Beban Jumlah 2 pcs 2 potong 2 pcs 1 pcs 1 paket D. Prosedur percobaan 1. Timbang kerata luncur 2. Membuat rangkaian seperti pada gambar 10. x π1 π2 Gambar 11. Rangkaian percobaan tumbukan 3. Dorong π1 ke arah kanan dan π2 ke arah kiri secara bersamaan. Catat waktu yang di tempuh oleh π1 dan π2 sampai kedua benda bertumburan dan waktu yang ditempuh π1 dan π2 dari mulai bertumbukan sampai berhenti. 4. Catat hasil pengamatan pada table pengamatan 5. Lakukan kegiatan yang sama pada no 3 dan 4, pada keadaan π1 di dorong dan π2 diam. 6. Jika bisa menggunakan video analisis lebih baik. 17 Panduan Praktikum Mekanika E. Tabel Pengambilan Data No. ma (kg) mb (kg) sa (m) sb (m) tb (s) sa’ (m) ta (s) 19 1 sb’ (m) ta’ (s) tb’(s) p’ (kg/m3) p’ (kg/m3) Panduan Praktikum Mekanika PERCOBAAN V KESETIMBANGAN BENDA TEGAR A. Tujuan Praktikum Mengetahui kesetimbangan pada benda tegar B. Kajian Teori Benda tegar adalah istilah yang sering digunakan dalam dunia Fisika untuk menyatakan suatu benda yang tidak akan berubah bentuknya setelah diberikan suatu gaya pada benda itu. Pada sebuah benda tegar, setiap titik harus selalu berada pada jarak yang sama dengan titik-titik lainnya. Sedangkan yang dimaksud keseimbangan benda tegar/titik berat adalah kondisi dimana suatu benda berada dalam keseimbangan rotasi (artinya benda tersebut tidak mengalami rotasi/pergerakan). Sebuah beda berada dalam keadan seimbang jika benda tersebut tidak mengalami percepatan linier ataupun percepatan anguler. Benda yang diam dikatakan bahwa benda tersebut dalam keseimbangan statis. Sedangkan benda yang bergerak tanpa percepatan, dikatan bahwa benda tersebut dalam keseimbangan dinamis. Agar sebuah benda diam, jumlah gaya yang bekerja padanya harus berjumlah nol. Karena gaya merupakan vektor, komponenkomponen gaya total masing-masing harus nol. Dengan demikian, syarat kesetimbangan adalah: πΉβπ₯ = 0,πΉβπ¦ = 0, πΉβπ§ = 0 ................. (21) Apabila ada tiga buah gaya yang bekerja pada suatu tiitk tangakap dan partikel tersebut dalam keadaan setimbang maka berlaku : 20 Panduan Praktikum Mekanika F1 F1 sin α1 πΌ2 F3 = F2 sin α2 = F3 sin α3 α3 α1 F2 Gambar 12. Gaya pada suatu titik C. Alat dan Bahan 1. Statif 2 buah 2. Katrol 2 buah 3. Dinamometer 2 buah 4. Benang 5. Beban 6. Busur D. Prosedur Percobaan 1. Susunlah alat-alat seperti pada gambar θ1 θ2 katrol θ3 dinamometer w Gambar 13. Rangkaian percobaan kesetimbangan 2. Atur beban hingga mencapai keseimbangan. Ukur dan catat tegangan tiap tali 21 Panduan Praktikum Mekanika 3. Ukur sudut yang terbentuk θ1 , θ2 dan θ3 4. Bandingkan hasil hitung (π»β ) dengan hasil ukur (π»π’ ) π» −π» 5. Hitung ralat relatif dari data yang diperolehπ π = |π»β +π»π’ | π₯ 100% β π’ 6. Ulangi langkah dengan mengubah kedudukan beban kekiri dan kekanan 7. Buat laporkan hasil pengamatan pada laporan sementara 8. Buat kesimpulan dari data yang diperoleh E. Tabel Pengambilan Data Hasil Ukur Kedudukan Beban T1 T2 T3 Sudut θ1 θ2 θ3 Hasil Hitung Ralat Relatif T1 T1 T2 T3 T2 T3 (N) (N) (N) (0) (0) (0) (N) (N) (N) (N) (N) (N) 22 Panduan Praktikum Mekanika PERCOBAAN VI HUKUM HOOKE A. Tujuan Praktikum Untuk mengetahui konstanta pada masing-masing pegas B. Kajian Teori Apabila suatu pegas ditarik atau ditekan dalam batas liniernya dengan gaya luar (F), maka pada pegas akan muncul gaya (F’)sebagai reaksi terhadap gaya luar F dan besarnya sebanding lurus dengan pertambahan panjang pegas, serta arahnhya berlawanan dengan gaya luar F. Gaya F’ ini disebut gaya elastik. Ketika gaya luar F di perkecil atau dibuat nol, gaya elastik juga disebut gaya pemulih. Pada tahun 1876, Robert Hooke mengusulkan hukum tentang pertambahan panjang pegas berbanding lrus dengan gaya yang diberikan pada benda sehingga di peroleh: πΉ = π βπ₯ πΉ′ = −π βπ₯ ................. (22) Maka: πΉ π = βπ₯ ......................... (23) Keterangan: F = Gaya yang diberikan (N) x = pertambahan panjang (m) k = konstanta pegas (N/m) Tanda negatif menunjukkan bahwa gaya pemulih berlawanan arah terhadap arah simpangan. Perhatikan gambar 14. apabila sebuah pegas yang digantug diberikan beban m pada salah satu ujungnya diberi simpangan kebawah sejauh –y dari titik setimbangnya, maka bersama dengan saat benda dilepaskan bekerja sebuah gaya F’ vertikal keatas bertanda positif dan benda melewati titik keseimbangan hingga mencapai titik tertinggi +y, pada 23 Panduan Praktikum Mekanika saat itu benda berhenti π£ = 0 (π/π ) pada saat ini pula benda-benda bekerja gaya pemulih F’ vertikal kebawah menuju titik keseimbangan. Demikian seterusnya sehingga pegas mengalami getaran selaras. Gambar 14. Pegas mengalami perubahan panjang C. Alat dan Bahan 1. Pegas 3 buah 2. Beban 1 set 3. Statif 4. Stopwatch 5. Mistar 24 Panduan Praktikum Mekanika D. Prosedur Percobaan 1. Rangkai alat seperti pada gambar 15 (a) (b) Gambar 15. Rangkaian Percobaan Hukum Hooke 2. Ukur panjang mula-mula pegas (X0) 3. Letakkan beban seperti gambar b 4. Ukur panjang pegas setelah diberi beban (X1) 5. Beri simpangan dan lepaskan sehingga beban bergerak harmonik 6. Catat waktu yang dibutuhkan beban untuk berosilasi 10 kali 7. Ulangi langkah 1-5 untuk pegas yang lain 8. Buat laporkan hasil pengamatan pada laporan sementara 9. Buat kesimpulan dari data yang diperoleh. E. Tabel Pengambilan Data 1. Pegas 1 No. m (kg) X0 X0 ΔX F F. a k (m) (m) (m) (N) ΔX (m/s2) (N/m) Ζ© 25 Panduan Praktikum Mekanika 2. Pegas 2 No. m (kg) X0 X0 ΔX F F. a k (m) (m) (m) (N) ΔX (m/s2) (N/m) X0 X0 ΔX F F. a k (m) (m) (m) (N) ΔX (m/s2) (N/m) Ζ© 3. Pegas 3 No. m (kg) Ζ© 26
