LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR TUMBUKAN PDF

Preview

Summary

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR Tumbukan Asisten Dosen : Enggar Wibowo Nama : Jennica Fidelia Nim : 1401010031 Rekan Kerja : Jeremiah Irwan Jessica Afianto Waktu Praktikum : Selasa, 23 Septermber 2014 Nutrition and Food Technology Study Program Faculty of Life Science Surya University 2014 1 I. Tujua...

Description

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR Tumbukan

Asisten Dosen : Enggar Wibowo

Nama : Jennica Fidelia Nim

: 1401010031

Rekan Kerja

: Jeremiah Irwan Jessica Afianto

Waktu Praktikum : Selasa, 23 Septermber 2014

Nutrition and Food Technology Study Program Faculty of Life Science Surya University 2014

1

I.

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.

II.

Pendahuluan

A. Prinsip Praktikum Momentum atau biasa ditulis dengan lambang P dapat didefinisikan sebagai suati hasil kali antara massa (m) dengan kecepatan (v). Atau dapat ditulis sebagi berikut : �=

�

Dikarenakan kecepatan adalah besaran vektor, maka momentum dapat dinyatakan dalam bentuk vektor juga. Satuan dari momentum adalah kgm/s2 . Dari rumus diatas, dapat disimpulkan bahwa semakin besar massa dan kecepatan benda maka besar momentumnya juga semakin besar.

M1

M2

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.

2

Besarnya momentum yang bekerja pada saat tumbukan dapat diketahui melalui persamaan :

.� +

� = �′

.� =

.�

′

+

.� ′

Berdasarkan persamaan diatas, dapat disimpulkan bahwa momentum bersifat kekal, karena momentum sebelum tumbukan sama besar dengan momentum setelah tumbukan. Hal ini dapat terjadi apabila tidak ada gaya luar yang mempengaruhi. Dari persamaan diatas, dapat juga dicari kecepatan masing-masing benda sebelum dn sesudah tumbukan, sehingga kita dapat mencari besarnya koefisien restitusi (e). Berdasarkan besarnya koefisien restitusi, tumbukan dapat dibedakan menjadi 3, yaitu tumbukan lenting sempurna, tumbukan lenting sebagian dan tumbukan tidak lenting sama sekali.

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. Sebelum tumbukan : V1

V2

M2

M1

Setelah tumbukan : V1’

V2’

M1

M2

3

Hukum Kekekalan Momentum : .� +

.� =

′

.�

+

.� ′

Pada tumbukan lenting sempurna, terjadi kekekalan energi kinetik, yang dapat dibuktikan dengan persamaan dibawah ini : .� +

.� =

.� −

.�

� −�

′

′

=

=

.�

.�

′

�

+

′

′

.� ′

−

.�

−�

Kemudian dari persamaan diturunkan menjadi hukum kekekalan energi kinetik, yaitu :

� � −�

+

(�

′

+

�

−�

� +�

� ′−�

Dimana :

=

′

′

′

′

′

+ ′

=

�

=

� ′ −�

)=

(�

=− � −�

′

�

+

−� )

′

� ′ +�

∆� ′ = −∆�

∆� = kecepatan relatif benda dilihat oleh benda sesaat sebelum

tumbukan

∆� ′ = 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.

4

Sebelum tumbukan : V2

V1

M2

M1

Setelah tumbukan : V’

M2

M1

Pada tumbukan tidak lenting sama sekalim berlaku hukum kekekalan momentum sebagai berikut : .� +

.� =

+

�′

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 : ∆

ℎ�

%∆

� ℎ�

=

�

=

�

∆

� �

ℎ�

− �

�

�

� ��

ℎ

%

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 :

−∆� ′ − � ′−� = = ∆� � −�

′

5

Semakin mendekati nilai 0, maka tumbukan semakin tidak lenting, sedangkan semakin mendekati nilai 1, maka tumbukan semakin lenting.

B. Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah sebagi berikut : -

1 unit alat Linear Air track Experiment yang terdiri dari : Lintasan Air track 2 buah kereta air track Magnet 2 buah pegas 2 buah velcro Alat penyangga tambahan Karet gelang Beban tambahan

-

Air Blower

-

Neraca Lengan O Hauss

-

Photodioda dan kabel-kabelnya

-

Time counter atau Penghitung Waktu

-

Jangka Sorong

C. Prosedur Kerja 1. Percobaan 1 a. Tumbukan Elastik 1) Mempersiapkan alat dan bahan yang diperlukan, lalu mengecek kelengkapan alat dan bahan.

6

2) Mempersiapkan air track sesuai dengan petunjuk pembimbing, lalu menyalakan blower dan time counter. 3) Memasang penghalang cahaya pada bagian atas masingmasing kereta menggunakan sekrup yang tersedia. 4) Memasang pegas pada kedua kereta dengan menggunakan sekrup lalu menimbang massa kereta menggunakan neraca lengan o hauss. 5) Meletakan salah satu kereta ditengah-tengah lintasan air track dan menamai kereta sebagai kereta II. 6) Meletakan kereta yang lain ( kereta I ) diujung lintasan , lalu memantulkan kereta ke karet gelang terlebih dahulu. 7) Mencatat waktu yang ditunjukkan oleh time counter dan memasukkan data kedalam tabel. 8) Mengulangi langkah 5-7 sebanyak 4 kali.

b. Tumbukan Inelastik 1) Mengganti pegas pada kedua kereta dengan velcro yang tersedia lalu mengencangkannya dengan sekrup. 2) Menimbang massa kereta menggunakan neraca lengan o hauss. 3) Meletakan keretaa II ditengah-tengah lintasan air track, lalu meletakkan kereta I di ujung lintasan air track 4) Memantulkan kereta I ke karet gelang, lalu mencatat hasil dari time counter 5) Mengulangi langkah 3 dan 4 sebanyak 4 kali

2. Percobaan 2 a. Tumbukan Elastik 1) Mengganti velcro pada kedua kereta dengan pegas, lalu mengencangkannya dengan sekrup.

7

2) Menambahkan beban tambahan pada kereta I, lalu menimbang massa kereta dengan menggunakan neraca lengan o hauss. 3) Meletakan kereta II ditengah-tengah lintasan air track, lalu meletakkan kereta I pada ujung lintasan air track. 4) Memantulkan kereta I ke karet gelang, lalu mencatat hasil pada time counter dan memasukkan data kedalam tabel. 5) Mengulangi langkah 2-4 sebanyak 4 kali dengan menambahkan jumlah beban dan mengganti posisi beban ditambahkan.

b. Tumbukan Inelastik 1) Mengganti pegas pada kedua kereta menggunakan velcro lalu mengencangkan velcro dengan sekrup. 2) Menambahkan beban ke kereta I lalu menimbang massa kereta menggunakn eraca lengan o hauss. 3) Meletakan kereta II pada bagian tengah lintasan, lalu meletakkan kereta I pada bagian ujung lintasan. 4) Memnatulkan kereta I ke karet gelang, lalu mencatat hasil yang ditunjukkan oleh time counter. 5) Mengulangi langkah 2-4 sebanyak 4 kali menggunakan beban yang bervariasi dan menukar posisi beban pada kereta II.

3. Percobaan 3 1) Mengganti sekrup pada kedua kereta menggunakan sekrup yang lebih panjang, lalu menambahkan magnet pada kedua kereta. 2) Menimbang massa kereta menggunakan neraca lengan o hauss.

8

3) Meletakkan kereta II pada bagian tengah lintasan air track, lalu meletakkan kereta I pada bagian ujung lintasan dengan posisi kutub magnet yang sama menghadap kutub magnet pada kereta II. 4) Memantulkan kereta I ke karet gelang lalu mancatat waktu yang terlihat pada time counter dan memasukkannya kedalam tabel. 5) Mengulangi langkah 3 dan 4 sebanyak 4 kali

4. Percobaan 4 1) Mengukur tinggi penyangga tambahan dengan menggunakan jangka sorong. 2) Meletakan salah satu kereta pada bagian akhir lintasan, lalu meletakkan kereta lain dekat kereta pertama dengan posisi kutub magnet yang sama. 3) Menandai jarak terdekat antar kereta, lalu menghitung jarak terdekatnya, dan mencatat hasilnya pada tabel. 4) Mengulangi langkah 1-3 sebanyak 4 kali dengan menambahkan penyangga tambahan secara bertahap.

5. Percobaan 5 1) Meletakkan salah satu kereta pada ujung lintasan, lalu menandai satu titik pada lintasan sebagai titik lepas. 2) Menambahkan penyangga tambahan pada penyangga llintasan air track. 3) Melepaskan kereta lain dari titik lepas, lalu menandai titik terdekat antar kereta sebelum kereta kembali terdorong oleh gaya magnet. 4) Menghitung jarak terdekat antar kereta lalu memasukan data pada tabel.

9

5) Mengulangi langkah 1-3 sebanyak 4 kali dengan menambahkan penyangga tambahan secara bertahap.

III.

Data Pengamatan Berikut adalah tabel hasil percobaan : 1. Percobaan 1 a. Percobaan 1a

Massa Kereta=

0,1108

Waktu ( sekon ) No.

Kecepatan ( m/s )

Momentum

Energi Kinetik (joule)

Koe. Restitusi

Ek. Relatif

P Relatif

0,02018

0,9734

5,530%

2,728%

0,01603

0,01514

0,9717

5,894%

2,905%

0,06152

0,01801

0,01708

0,9739

5,431%

2,680%

0,08787

0,08413

0,03484

0,03194

0,9574

9,079%

4,441%

0,08017

0,07663

0,02901

0,02650

0,9557

9,476%

4,631%

Rata-rata =

0,96647

7,082%

3,477%

Standart Deviasi =

0,009055

0,02016

0,009728

Δt1

Δt1 '

Δt2

V1

V2

V1 '

V2 '

P

P'

Ek 1

Ek 2

1

0,01613

0

0,01657

0,6200

0

0

0,6035

0,06869

0,06687

0,02129

2

0,01859

0

0,01913

0,5379

0

0

0,5227

0,05960

0,05792

3

0,01754

0

0,01801

0,5701

0

0

0,5552

0,06317

4

0,01261

0

0,01317

0,7930

0

0

0,7593

5

0,01382

0

0,01446

0,7236

0

0

0,6916

b. Percobaan 1b Massa Kereta No.

=0,1119

Waktu ( sekon )

Kecepatan ( m/s )

Momentum

Energi Kinetik (joule) Ek 1 Ek 2

Koe. Restitusi

Ek. Relatif

P Relatif

0,00504

0,00674

135,6%

8,550%

0,00934

0,00338

128,4%

6,870%

0,02013

0,00732

0,00611

175,0%

17,271%

0,05220

0,01433

0,00609

0,00656

135,3%

8,484%

0,04676

0,01071

0,00489

0,00699

119,1%

4,675%

Rata rata =

0,00595

138,7%

4,675%

Standart Deviasi =

0,001474

0,2138

0,04795

Δt1

Δt2

Δt3

V1

V2

V1 '

V2 '

P

P'

1

0,02171

0,04680

0,04748

0,4606

0

0,2106

0,2137

0,05154

0,04748

0,01187

2

0,01619

0,03450

0,03473

0,6177

0

0,2879

0,2900

0,06912

0,06467

0,02135

3

0,01667

0,03880

0,03938

0,5999

0

0,2539

0,2576

0,06713

0,05724

4

0,01976

0,04260

0,04318

0,5061

0

0,2316

0,2349

0,05663

5

0,02286

0,04750

0,04821

0,4374

0

0,2074

0,2105

0,04895

10

2. Percobaan 2 a. Percobaan 2a

Massa (kg) No.

Waktu ( sekon )

Kecepatan ( m/s )

Energi Kinetik (joule)

Momentum

Koe. Restitusi

Ek. Relatif

P Relatif

0,01416

1,032

4,432%

7,811%

0,02496

0,02403

1,007

3,869%

4,224%

0,08169

0,02629

0,02520

1,047

4,351%

8,149%

0,04342

0,00828

0,00764

0,9105

8,364%

1,328%

0,06793

0,01663

0,01554

0,8352

7,010%

10,62%

Kereta 1

Kereta 2

Δt1

Δt2

Δt1 '

V1

V2

V1 '

V2 '

P

P'

Ek 1

Ek 2

1

0,1233

0,1108

0,02042

0,01978

0

0,4897

0

0

0,5056

0,06039

0,05602

0,01479

2

0,1359

0,1108

0,01650

0,01523

0,2166

0,6061

0

0,04616

0,6566

0,08236

0,07903

3

0,1484

0,1108

0,01680

0,01488

0,2054

0,5952

0

0,04868

0,6720

0,08835

4

0,1108

0,1233

0,02586

0,0284

0

0,3867

0

0

0,3521

0,04285

5

0,1108

0,1484

0,01825

0,02185

0

0,5479

0

0

0,4577

0,06071

Rata-rata =

0,9665

5,605%

6,427%

Standart Deviasi =

0,09065

0,01971

0,03651

b. Percobaan 2b

Massa (kg) No.

Waktu ( sekon )

Kecepatan ( m/s )

Momentum

Energi Kinetik (joule)

Koe. Restitusi

Ek. Relatif

P Relatif

0,01173

0,005027

125,4%

8,946%

0,01833

0,00842

0,007068

117,8%

9,502%

0,02313

0,01124

0

105,7%

8,474%

0,06439

0,02565

0,00833

0,005921

207,9%

17,668%

0,05883

0,01989

0,00732

0,009133

171,6%

13,428%

Rata-rata =

0,00543

145,7%

11,60%

Standart Deviasi =

0,003402

0,4282

0,03917

Kereta 1

Kereta 2

Δt1

Δt2

Δt1 '

V1

V2

V1 '

V2 '

P

P'

Ek 1

Ek 2

0,1244

0,1119

0,01534

0,03157

0,03190

0,6518

0

0,3134

0,3168

0,08111

0,07445

0,02644

2

0,137

0,1119

0,01933

0,03816

0,03870

0,5173

0

0,2583

0,2621

0,07087

0,06472

3

0,1495

0,1119

0,01798

0,0341

0,03410

0,5561

0

0,2932

0,2933

0,08316

0,07666

4

0,1119

0,137

0,01477

0,03839

0,03899

0,6770

0

0,2564

0,2605

0,07576

5

0,1119

0,1244

0,01677

0,03976

0,04064

0,5963

0

0,2460

0,2515

0,06673

1

11

3. Percobaan 3

Massa (kg) No.

Waktu ( sekon )

Kecepatan ( m/s )

Energi Kinetik (joule)

Momentum

Koe. Restitusi

Ek. Relatif

P Relatif

0,00390

0,8990

23,72%

11,23%

0,01012

0,00896

0,9407

12,99%

6,299%

0,04746

0,00829

0,00721

0,9328

14,91%

7,199%

0,04533

0,04181

0,00658

0,00560

0,9223

17,53%

8,416%

0,05101

0,04771

0,00833

0,00729

0,9352

14,32%

6,924%

Rata-rata =

0,92605

16,70%

8,014%

Standart Deviasi =

0,01651

0,04260

0,01956

Kereta 1

Kereta 2

Δt1

Δt2

Δt1'

V1

V2

V1...