Laporan Praktikum Fisika Eksperimen Tetes minyak milikan PDF

Preview

Summary

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA EKSPERIMEN “TETES MINYAK MILIKAN” Disusun Oleh: Nafisa Tri Septian 15330033 PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA, ILMU PENGETAHUAN ALAM, DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS PGRI SEMARANG 2018 A. Judul Percobaan Tetes Minyak Milikan B. Tujuan Tujuan ...

Description

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA EKSPERIMEN “TETES MINYAK MILIKAN”

Disusun Oleh: Nafisa Tri Septian 15330033

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA, ILMU PENGETAHUAN ALAM, DAN TEKNOLOGI INFORMASI

UNIVERSITAS PGRI SEMARANG 2018

A. Judul Percobaan Tetes Minyak Milikan B. Tujuan Tujuan dari eksperimen ini yaitu : a. Menentukan jari-jari (a) dari sebuah tetesan minyak b. Menentukan muatan elektron (q) dari sebuah tetesan minyak C. Dasar Teori Milikan oil drop adalah percobaan yang menunjukkan bahwa muatan elektron bersifat diskrit yaitu gaya ke bawah pada tetesan minyak milikan akan dihambat oleh suatu gaya stokes (gaya penghambat). “Percobaan ini dilakukan dengan menyeimbangkan gaya-gaya antar antara gaya gravitasi dan gaya listrik pada suatu tetes kecil minyak yang berada diantara dua buah pelat konduktor”.(Kennet Krane, 1992:181) Pada tahun 1868-1953 oleh Robert A Milikan melakukan percobaan Milikan yang disebut sebagai percobaan oil-drop karena dirancang untuk mengukur muatan listrik elektron. Robert Milikan melakukan percobaan dengan menyeimbangkan gaya gaya antara gravitasi dan gaya listrik pada suatu tetes minyak yang ada diantara dua buah pelat konduktor. Percobaan tetes minyak Milikan akan dipengaruhi oleh gaya gaya pada setiap tetes minyak yang dijatuhkan. Gaya gaya tersebut terdiri dari gaya Stokes, gaya berat, gaya apung atau yang disebut dengan gaya Archimedes dan yang terahir yaitu gaya listrik. Jika kedua plat diberi tegangan, maka partikel (tetesan minyak) akan bergerak. Partikel yang bergerak ke atas disebut partikel elektron (+) dan partikel bergerak ke bawah disebut proton (-). Dari persamaan ketiga gerak yang mempengaruhi percobaan tetes minyak Milikan akan didapatkan suatu persamaan untuk menghitung jari jari dan muatan elektron dari sebuah tetesan minyak. 2

Jari jari tetesan minyak 4

𝑏 9 ηv 𝑏 𝑎 = √(2𝑝) + ( 2𝑔𝜌f ) − (2𝑝)

Muatan elektron 𝑞 = 𝜋𝜌𝑔 [√( 3

𝑏

2

3 9 ηvf

𝑏

) +( ) − ( )] 2𝑝 2𝑔𝜌 2𝑝

𝑣𝑓 +𝑣𝑟 𝐸𝑣𝑓

Analisis untuk muatan dapat dijelaskan sebagai berikut. o Kasus pertama (tidak ada medan listrik) Tetesan minyak jatuh kebawah (keping bawah) hanya disebabkan oleh gaya gravitasi, dan diperlambat oleh gaya gesek udara (gaya

1

Stokes dan gaya Archimedes). Untuk mengukur kecepatan ion tertentu pada saat tidak ada medan listrik dilakukan langsung dengan mengamati ion yang bergerak kebawah, ambil titik tertentu sebagai acuan dalam menentukan posisi ion kemudian amat perubahan posisinya (y’) dalam waktu (t’). o Kasus kedua (ada medan listrik) Untuk mengukur kecepatan ion ketika ada medan listrik diawali dengan cara mengamati gerak ion, geraknya melawan arah gravitasi. Menentukan kecepatan bisa dilakukan dengan ketika kecepatannya konstan yaitu berada dalam kecepatan termal. Ambil titik tertentu sebagai acuan dalam menentukan posisi yang dapat dinyatakan (y”) dengan waktu (t”)

D. Langkah Percobaan 1. Menyambungkan dengan sumber tegangan dan mengaktifkan alat 2. Setelah peralatan siap, lampu halogen dihidupkan dengan terpasangnya adaptor DC 12 Volt. 3. Mengatur tegangan sebesar 500 Volt 4. Lensa diatur melalui parameter jarum yang ditancapan ke chamber guna diperoleh grid yang dapat dilihat dengan jelas. 5. Menghitung suhu di dalam chamber dengan menggunakan multimeter 6. Menghitung hambatan dengan menggunakan multimeter 7. Atomizer diletakkan pada posisi siap semprot. Nozzle atomizer diarahkan tegak lurus pada lubang chaber. Posisi switch ionisasi source dipindahkan ke posisi spray droplet. 8. Atomizer disemprotkan dengan sekali tekan pada saat pengamatan melalui teropong. 9. Atomizer disemprotkan lagi untuk mendorong tetes minyak masuk kedalam chamber 10. Butir minyak yang telah dimasukkan kedalam area bermedan listrik, kemudian dicari dan ditetapkan salah satu dengan diamati menggunakan mikroskop 11. Memindahkan ionisazation source lever ke posisi Off (switch pembalik ke bawah) sehingga butiran minyak yang telah ditetapkan akan bergerak dari batas atas menuju ke batas bawah sehingga dapat dilakukan pengukuran terhadap besarnya waktu tempuh

2

12. Switch pembalik selanjutnya diatur ke arah atas sehingga butiran minyak yang telah ditetapkan akan bergerak dari batas bawah menuju batas atas sehingga dapat dilakukan pengukuran terhadap besarnya waktu tempuh 13. Setiap butir minyak yang naik dan turun dilakukan pengulangan masing masing sebanyak 10 kali 14. Memasukan hasil pengamatan ke dalam tabel pengamatan

E.

Data Pengamatan Hambatan(R) = 2,11 MΩ Tegangan (V) = 500 V Suhu (T) = 230 C η = 1,8360 × 10−5 Nsm-2 Tabel.1 Waktu tempuh butir minyak bergerak

Partikel Jarak Waktu Pergerakan ke(mm) (s) 2,5 10,28 D 1A 2,5 9,9 D 2,5 9,34 D 2,5 13,49 D 1B 2,5 13,71 D 2,5 15,74 D 2,5 5,78 D 1C 2,5 4,76 D 2,5 5,58 D 2,5 5,74 D 1D 2,5 4,76 D 2,5 5,58 D 2,5 13,49 D 1E 2,5 13,71 D 2,5 15,74 D 2,5 2,85 U 2A 2,5 2,85 U 2,5 2,94 U 2,5 3,24 U 2B 2,5 3,28 U 2,5 3,46 U 2,5 2,51 U 2C 2,5 1,79 U 2,5 2,3 U 2,5 2,24 U 2D 2,5 2,94 U 2,5 2,6 U 2,5 2,12 U 2E 2,5 3,04 U

Plate Voltage 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 + + + + + + + + + + + + + +

D = Turun U = Naik

Kecepatan (mm/s) 0,24319 0,25253 0,26767 0,18532 0,18235 0,15883 0,43253 0,52521 0,44803 0,43554 0,52521 0,44803 0,18532 0,18235 0,15883 0,87719 0,87719 0,85034 0,7716 0,7622 0,72254 0,99602 1,39665 1,08696 1,11607 0,85034 0,96154 1,17925 0,82237

m/s 0,00024 0,00025 0,00027 0,00019 0,00018 0,00016 0,00043 0,00053 0,00045 0,00044 0,00053 0,00045 0,00019 0,00018 0,00016 0,00088 0,00088 0,00085 0,00077 0,00076 0,00072 0,00100 0,00140 0,00109 0,00112 0,00085 0,00096 0,00118 0,00082

rata-rata 0,00025

0,00018

0,00047

0,00047

0,00018

0,00087

0,00075

0,00116

0,00098

0,00096

3

2F

2G

2H

2I

2J

3A

3B

3C

3D

3E

3F

3G

3H

3I

3J

2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5

2,81 2,98 2,63 2,77 0,91 1,17 1,46 1,25 1,27 2,14 1,77 2,12 2,39 1,33 1,33 1,27 1,65 1,55 1,65 2,81 2,24 2,29 2,33 2,12 1,38 2,58 1,97 2,73 3,19 3,81 3,8 2,11 1,22 1,99 3,57 2,92 2,89 1,77 1,26 1,51 1,59 1,22 1,37 1,68 1,61 1,92

U U U U U U U U U U U U U U U U D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D

+ + + + + + + + + + + + + + + + -

0,88968 0,83893 0,95057 0,90253 2,74725 2,13675 1,71233 2 1,9685 1,16822 1,41243 1,17925 1,04603 1,8797 1,8797 1,9685 1,51515 1,6129 1,51515 0,88968 1,11607 1,0917 1,07296 1,17925 1,81159 0,96899 1,26904 0,91575 0,7837 0,65617 0,65789 1,18483 2,04918 1,25628 0,70028 0,85616 0,86505 1,41243 1,98413 1,65563 1,57233 2,04918 1,82482 1,4881 1,5528 1,30208

0,00089 0,00084 0,00095 0,00090 0,00275 0,00214 0,00171 0,00200 0,00197 0,00117 0,00141 0,00118 0,00105 0,00188 0,00188 0,00197 0,00152 0,00161 0,00152 0,00089 0,00112 0,00109 0,00107 0,00118 0,00181 0,00097 0,00127 0,00092 0,00078 0,00066 0,00066 0,00118 0,00205 0,00126 0,00070 0,00086 0,00087 0,00141 0,00198 0,00166 0,00157 0,00205 0,00182 0,00149 0,00155 0,00130

0,00090

0,00220

0,00171

0,00121

0,00191

0,00155

0,00103

0,00135

0,00105

0,00070

0,00150

0,00081

0,00168

0,00182

0,00145

4

Tetes Milikan memiliki suatu persamaan untuk menghitung jari jari dan muatan elektron dari sebuah tetesan minyak. 2

Jari jari tetesan minyak

𝑏 9 ηv 𝑏 𝑎 = √(2𝑝) + ( 2𝑔𝜌f ) − (2𝑝)

4

Muatan elektron 𝑞 = 𝜋𝜌𝑔 [√( 3

𝑏

2

3 9 ηvf

𝑏

) +( ) − ( )] 2𝑝 2𝑔𝜌 2𝑝

𝑣𝑓 +𝑣𝑟 𝐸𝑣𝑓

Tabel.2 Hasil Perhitungan percobaan tetes minyak milikan untuk jari–jari dan muatan Elektron 1A 1B 1C 1D 1E 2A 2B 2C 2D 2E 2F 2G 2H 2I 2J 3A 3B 3C 3D 3E 3F 3G 3H 3I 3J

a 0,000413 0,000343 0,00056 0,00056 0,000343 0,000762 0,000709 0,000881 0,000808 0,000832 0,000775 0,001213 0,00107 0,000901 0,00113 0,001018 0,000831 0,000952 0,000839 0,000684 0,001001 0,000735 0,001061 0,001102 0,000984

q 3,42E-06 1,96E-06 8,55E-06 8,58E-06 1,96E-06 2,15781E-05 1,7397E-05 3,33179E-05 2,5717E-05 2,80628E-05 2,2672E-05 8,69661E-05 5,97613E-05 3,56141E-05 7,03698E-05 5,13588E-05 2,79823E-05 4,20516E-05 2,87491E-05 1,55954E-05 4,88427E-05 1,93417E-05 5,8292E-05 6,5245E-05 4,64587E-05

Tabel.3 Presentase eror untuk percobaan tetes milikan Minyak Tetesan (Elektron) 1A 1B 1C 1D

error

Akurasi %

0,30 0,60 0,75 0,75

99,70 99,40 99,25 99,25

5

1E 2A 2B 2C 2D 2E 2F 2G 2H 2I 2J 3A 3B 3C 3D 3E 3F 3G 3H 3I 3J

F.

0,60 0,46 0,57 0,17 0,36 0,30 0,44 1,17 0,49 0,11 0,75 0,27 0,31 0,04 0,29 0,61 0,21 0,52 0,44 0,62 0,15

99,40 99,54 99,43 99,83 99,64 99,70 99,56 98,83 99,51 99,89 99,25 99,73 99,69 99,96 99,71 99,39 99,79 99,48 99,56 99,38 99,85

Pembahasan

Eksperimen tetes minyak milikan merupakan eksperimen untuk menentukan muatan listrik elektron guna untuk menunjukan bahwa muatan bersifat diskret. Sistem yang terdiri dari dua plat keping sejajar, minyak semprot, mikroskop, skala. Pengamatan dilakukan di ruang yang tertutup untuk memudahkan melihat buih tetes minyak karena ukurannya yang sangat kecil dengan bantuan menggunakan mikroskop. Tujuan dari percobaan ini yaitu untuk menentukan jari-jari (a) dari sebuah tetesan minyak dan menentukan muatan elektron (q) dari sebuah tetesan minyak. Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam percobaan ini yaitu, power supply 500 volt berfungsi sebagai sumber tegangan. Kabel banana berfungsi sebagai penghubung atau pengalir tegangan dari alat yang satu ke alat yang lain, multimeter sebagai voltmeter, besproad berfungsi sebagai tempat menancap atau sebagai pondasi dari supportproad. Supportproad berfungsi sebagai tiang untuk menopang plat froam apparatus, atomizer berfungsi sebagai alat pentetes mineral oil. Prinsip kerjanya yaitu dengan menekan dengan kuat atomizer dan menekan tidak kuat agar minyak terdorong kedalam chamber. Mineral oil sebagai bahan yang diamati, adaptor pengalir tegangan dari sumber tegangan PLN ke power supply, plat froam apparatus terdiri atas lampu halogen 12 volt, filing skop terdapat dua bagian, bagian dekat ujung berfungsi untuk memperjelas grafik yang ada pada bagian tengah filing skop, dan bagian dekat chamber berfungsi untuk memperjelas tetesan minyak., plating charging swit untuk mengubah apper kapasitor bisa menjadi bermuatan positif, chamber, lik, housing chamber, drokhole, apper kapasitor, spacer dan lower kapasitor.

6

Pada hasil percobaan tetes minyak milikan ini sebelum minyak disemprotkan aktifkan tombol disebelah tabung pada metode semprot kemudian setelah terlihat elektronnya aktifkan ke metode on. Setelah diaktifkan swit plating carging ke nilai negative partikel atau eektronnya bergerak kearah bawah. Namun ketika diberi tegangan listrik sedemikian rupa dengan diberi tetesan minyak dan pada plate swit pating carging diarahkanke nilai positif maka partikelnya bergerak kearah atas. Dalam percobaan ini praktikan mengalami kesulitan dalam pengambilan data dikarenakan sulitnya menyemprotkan minyak dan mengamati tetes minyak tersebut. Minyak disemprotkan ke dalam plat sejajar dengan cara disemprotkan melalui celah sempit sehingga hanya sedikit tetes minyak yang lolos ke dalam pengamatan. Pada praktikum, tegangan sebesar 500 volt mampu mengubah arah gerak sehingga tetes minyak berada pada keadaan dinamis. Jari-jari tetes minyak dari 0,000343 m sampai 0,001213 m yang dapat diamati pada table.2 . Sedangkan muatannya sebesar 1,96 × 10-6 sampai 8,696×10-5 yang bisa dilihat pada table.2. Untuk presentase erornya terlihat pada table.3. G.

Kesimpulan Kesimpulan yang dapat diambil dari praktikum ini yaitu guna memperoleh data dari hasil praktikum tetes milikan yang memiliki besaran jari-jari pada elektron maupun muatan pada elektron. Dimana muatan elektron yang sesungguhnya sebesar 1,6 x 10-9 C. Semakin besar jari-jarinya maka semakin besar pula muatan elektronnya.

H. -

Daftar Pustaka Krane, Kenneth S. 1992. Fisika Modern, ahli bahasa : Hans J. Wospakrik dan Sofia Niksolihin. Jakarta : Penerbit Univrsitas Indonesia Tipler, Paul A. 1998. Fisika Untuk Sains dan Teknik 2. Erlangga : Jakarta Beiser, Arthur. 1987. Konsep Fisika Modern Edisi Keempat. Erlangga : Jakarta

7

Lampiran...