Top Banner
PEGAS Nurfaida , Dedi riwanto, Nurtang, Zam’ah PENDIDIKAN FISIKA UNIVERSITAS NEGERI MAKASSAR 2014 Abstrak Telah dilakukan praktikum yang berjudul pegas. Praktikum ini bertujuan (1) Mempelajari hubungan antara pegas dan pertambahan panjang pegas (2) Menentukan besar konstanta elastisitas sistem pegas. Praktikum ini dilakukan dengan tiga kegiatan yaitu pertama mencari hubungan antara gaya pegas dengan pertambahan panjang pegas. Kegiatan ini menggunakan dua pegas, pegas 1 dan pegas 2. Konstanta pegas diperoleh melalui grafik hubungan antara gaya pegas dengan pertambahan panjang pegas. Kedua, mencari hubungan antara gaya pegas dan pertambahan panjang susunan pegas yaitu pada pegas 1 dan pegas 2 yang disusun seri maupun paralel. Pegas dirangkai secara seri maupun secara paralel untuk membandingkan konstanta yang didapatkan melalui analisis grafik pada kegitan kedua dengan yang didapatkan secara teori pada kegiatan pertama. Ketiga, menentukan periode getaran dari sistem pegas. Dari periode tersebut dapat ditentukan konstanta elastisitas pegasnya dengan cara analisis grafik hubungan antara periode kuadrat dengan massa beban, lalu konstanta tersebut dibandingkan dengan konstanta elastisitas yang diperoleh dari kegiatan pertama. Dari praktikum diperoleh berdasarkan grafik hubungan gaya dengan pertambahan panjang k 1 = |12,40±0,02| N/m sedangkan berdasarkan grafik hubungan periode kuadrat dengan massa k 1 = |12,3±0,1| N/m , k 2 = | 12,68±0,02| N/m , berdasarkan grafik k s = |6,059±0,006| N/m sedangkan berdasarkan teori k s = 6,2692 N/m , berdasarkan grafik k p = |25,5±0,2| N/m sedangkan berdasarkan teori k p = 25,08 N/m. Gaya pegas berbanding lurus dengan pertambahan panjang pegas, semakin besar gaya pegas yang diberikan semakin besar pula pertambahan panjangnya. Periode kuadrat berbanding lurus dengan massa beban. Kata kunci: gaya pegas, pertambahan panjang, konstanta elastisitas, susunan pegas, periode RUMUSAN MASALAH
43

koefisien kekentalan zat cair

Dec 23, 2015

Download

Documents

Nurfaida

fisika dasar 1
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: koefisien kekentalan zat cair

PEGAS

Nurfaida , Dedi riwanto, Nurtang, Zam’ah

PENDIDIKAN FISIKA UNIVERSITAS NEGERI MAKASSAR 2014

Abstrak

Telah dilakukan praktikum yang berjudul pegas. Praktikum ini bertujuan (1) Mempelajari hubungan antara pegas dan pertambahan panjang pegas (2) Menentukan besar konstanta elastisitas sistem pegas. Praktikum ini dilakukan dengan tiga kegiatan yaitu pertama mencari hubungan antara gaya pegas dengan pertambahan panjang pegas. Kegiatan ini menggunakan dua pegas, pegas 1 dan pegas 2. Konstanta pegas diperoleh melalui grafik hubungan antara gaya pegas dengan pertambahan panjang pegas. Kedua, mencari hubungan antara gaya pegas dan pertambahan panjang susunan pegas yaitu pada pegas 1 dan pegas 2 yang disusun seri maupun paralel. Pegas dirangkai secara seri maupun secara paralel untuk membandingkan konstanta yang didapatkan melalui analisis grafik pada kegitan kedua dengan yang didapatkan secara teori pada kegiatan pertama. Ketiga, menentukan periode getaran dari sistem pegas. Dari periode tersebut dapat ditentukan konstanta elastisitas pegasnya dengan cara analisis grafik hubungan antara periode kuadrat dengan massa beban, lalu konstanta tersebut dibandingkan dengan konstanta elastisitas yang diperoleh dari kegiatan pertama. Dari praktikum diperoleh berdasarkan grafik hubungan gaya dengan pertambahan panjang k1 = |12,40±0,02| N/m sedangkan berdasarkan grafik hubungan periode kuadrat dengan massa k1 = |12,3±0,1| N/m , k2 = |12,68±0,02| N/m , berdasarkan grafik ks = |6,059±0,006| N/m sedangkan berdasarkan teori ks = 6,2692 N/m , berdasarkan grafik kp

= |25,5±0,2| N/m sedangkan berdasarkan teori kp = 25,08 N/m. Gaya pegas berbanding lurus dengan pertambahan panjang pegas, semakin besar gaya pegas yang diberikan semakin besar pula pertambahan panjangnya. Periode kuadrat berbanding lurus dengan massa beban.

Kata kunci: gaya pegas, pertambahan panjang, konstanta elastisitas, susunan

pegas, periode

RUMUSAN MASALAH

1. Bagaimana hubungan antara gaya pegas dan pertambahan panjang pegas ?

2. Berapa besar konstanta elastisitas sistem pegas ?

TUJUAN

1. Mempelajari hubungan antara gaya pegas dan pertambahan panjang pegas

2. Menentukan besar konstanta elastisitas sistem pegas.

Page 2: koefisien kekentalan zat cair

METODOLOGI EKSPERIMEN

Teori Singkat

1. Gerak harmonik sederhana : Beban massa pada pegas

Apabila sebuah benda disimpangkan dari kedudukan setimbangnya, gerak

harmonik sederhana akan terjadi seandainya ada gaya pemulih yang sebanding

dengan simpangan dan kesetimbangannya kecil (Tipler, 1998).

Suatu benda mengalami gerak harmonik sederhana saat percepatannya berbanding

lurus dengan posisinya dan berlawanan arah dengan perpindahannya dari

kesetimbangan (Serway, 2009).

Pegas dapat melakukan gerak harmonic sederhana karena adanya gaya pegas yang

berfungsi sebagai gaya pemulih yang selalu melawan arah gerak simpangan

(Herman, 2014).

Suatu sistem yang menunjukkan gejala gerak harmonik sederhana adalah sebuah

benda yang tertambat ke sebuah pegas. Pada keadaan setimbang, pegas

mengerjakan gaya pada benda. Apabila benda disimpangkan sejauh dari

kedudukan setimbangnya, pegas mengerjakan gaya -kx, seperti yang diberikan

oleh hokum Hooke Fx = - k x

Tanda minus pada hokum Hooke timbul karena gaya pegas berlawanan arah

dengan simpangannya. Jika kita memilih x positif untuk simpangan ke kanan,

maka gaya bernilai negatif (ke kiri) bila x positif dan positif (ke kanan) bila x

negatif. (Tipler, 1998).

2. Periode dan sifat sinusoidal GHS

Kita dapat menurunkan rumus untuk periode gerak harmonis sederhana dengan

membandingkan GHS dengan benda yang berotasi membentuk lingkaran. Dari

“lingkaran acuan” yang sama ini, kita bisa mendapat hasil kedua yang berguna-

rumus untuk posisi mata yang berosilasi sebagai fungsi waktu. Tentu saja, tidak

ada yang berotasi dalam lingkaran ketika sebuah pegas berosilasi linier, tetapi

kesamaan matematislah yang kita anggap berguna disini.

Sekarang bayangkan massa m yang berputar berlawanan arah jarum jam

membentuk lingkaran dengan radius A, dengan laju konstan v0, di atas meja

seperti gambar. Dilihat dari atas, gerakan tersebut merupakan lingkaran pada

Page 3: koefisien kekentalan zat cair

bidang xy. Tetapi seseorang yang melihat gerakan dari samping meja melihat

gerak osilasi mundur maju, dan gerak satu dimensi ini tepat berhubungan dengan

gerak harmonis sederhana, yang dilihat orang itu adalah proyeksi gerak melingkar

di sumbu x. untuk melihat bahwa gerak-x ini analog dengan GHS, hitung besar

komponen x dari kecepatan v0, yang diberi label v pada gambar. Kedua segitiga

yang melibatkan θ pada gambar adalah sama, sehingga

vvo

=√ A ²−x ²A

Atau

v = v0√1− x ²A ²

inilah tepatnya persamaan untuk laju massa

yang berosilasi dengan GHS. Dengan demikian

proyeksi ke sumbu x dari sebuah benda yang

berputar memiliki gerak yang sama seperti

massa diujung pegas.

Periode GHS dapat ditentukan karena sama dengan benda berputar yang

membentuk satu lingkaran penuh. Lihat bahwa kecepatan v0 sama dengan keliling

lingkaran (jarak) dibagi periode T :

v0 = 2 πA

T = 2πAf

T = 2 πAv o

12 kA2 =

12 mv0 2 (persamaan energy pada osilator harmonis sederhana)

Jadi A/v0 = √m /k . dengan demikian,

T = 2 π √ mk

f = 1T

= 12 π √ k

m (Giancolli, 1998).

Page 4: koefisien kekentalan zat cair

Alat danBahan

1. Alat

a. Stopwatch 1 buah

b. Neraca 311 g 1 buah

c. Pegas 2 buah

d. Statif + klem 1 set

e. Mistar 100 cm 1 buah

2. Bahan

a. Beban + penggantung

Identifikasi Variabel

Kegiatan 1

1. Variabel manipulasi : gaya , F (N)

2. Variabel respon : pertambahan panjang pegas , 𝛥l (m)

3. Variabel kontrol : konstanta pegas , k (N/m)

Kegiatan 2

1. Variabel manipulasi : gaya , F (N)

2. Variabel respon : pertambahan panjang pegas , 𝛥l (m)

3. Variabel kontrol : konstanta pegas , k (N/m)

Kegiatan 3

1. Variabel manipulasi : Massa benda , m (kg)

2. Variabel respon : periode , T (s)

3. Variable kontrol : Simpangan , y (m)

Definisi Operasional Variabel

Kegiatan 1

1. Gaya adalah gaya berat yaitu massa beban yang digantung pada pegas

diukur dengan neraca ohauss 311 g dikalikan dengan percepatan

gravitasi.

2. Pertambahan panjang pegas adalah panjang pegas setelah diberi beban

dikurangi panjang pegas sebelum diberi beban.

Page 5: koefisien kekentalan zat cair

3. Konstanta pegas adalah nilai tetap yang diperoleh dari perbandingan

antara gaya pegas dengan pertambahan panjang pegas.

Kegiatan 2

1. Gaya adalah gaya berat yaitu massa beban yang digantung pada pegas

susunan seri atau susunan paralel diukur dengan neraca ohauss 311 g

dikalikan dengan percepatan gravitasi.

2. Pertambahan panjang pegas adalah panjang pegas susunan seri atau

panjang pegas susunan paralel setelah diberi beban dikurangi panjang

pegas susunan seri atau panjang pegas susunan paralel sebelum diberi

beban.

3. Konstanta pegas adalah nilai tetap yang diperoleh dari perbandingan

antara gaya pegas susunan seri atau gaya pegas susunan paralel dengan

pertambahan panjang pegas susunan seri atau pertambahan panjang

pegas susunan paralel.

Kegiatan 3

1. Massa benda adalah massa beban yang diukur dengan neraca 311 g,

beban tersebut yang akan digantungkan untuk mencari pertambahan

panjang pegas.

2. Periode adalah banyaknya waktu yang dibutuhkan pegas diukur

dengan stopwatch untuk melakukan lima kali getaran.

3. Simpangan adalah jarak dari titik setimbang pegas, diberikan pada

pegas dengan cara ditarik ke bawah sejauh 2 cm.

Page 6: koefisien kekentalan zat cair

ProsedurKerja

Kegiatan 1. Menentukan hubungan gaya pegas dengan pertambahan panjang

pegas

1. Merakit statif sesuai gambar di

samping.

2. memasang balok pendukung pada

batang statif

3. Memasang jepitan penahan pada balok

pendukung, kemudian

menggantungkan satu pegas spiral.

4. Mengukur massa beban dan gantungkan 1 beban pada pegas

(Fo)

5. Mengkur Panjang awal (lo) pegas dan catat hasilnya

pada tabel.

6. menambahkan 1 beban dan mengukur kembali panjang pegas (l). mencatat

hasil pengamatan ke dalam tabel.

7. Mengulangi langkah ke-3 dengan setiap kali menambah 1 beban untuk

melengkapi tabel pengamatan.

Kegiatan 2. Menentukan konstanta pegas dari sistem pegas

Susunan seri

1. Merakit statif seperti pada kegiatan 1

2. menyusun dua pegas yang identik dengan susunan seri kemudian

memasangkan pada statif

3. Mengukur panjang awal pegas, nyatakan sebagai l0

4. Menggantungkan satu beban pada ujung pegas dan ukur pajang pegas.

menyatakannya sebagai l1catat hasilnya di dalam tabel pengamatan

5. Menambahkan beban kemudian mengukur pertambahan panjangnya minimal

5 kali, mencatat hasilnya dalam tabel pengamatan.

Page 7: koefisien kekentalan zat cair

Susunan Paralel

1. Merakit statif seperti pada kegiatan 1

2. menyusun dua pegas yang identik dengan susunan paralel kemudian

memasangkan pada statif

3. Mengukur panjang awal pegas, dinyatakan sebagai l0

4. menggantungkan satu beban pada ujung pegas dan mengukur pajang pegas.

menyatakan sebagai l1. Mencatat hasilnya di dalam tabel pengamatan

5. menambahkan beban kemudian mengukur pertambahan panjangnya minimal

5 kali, mencatat hasilnya dalam tabel pengamatan.

Kegiatan 3. Menentukan konstanta pegas dari data perioe getaran pegas

1. menggantung sebuah beban massa pada penggantung beban lalu menarik

beban massa ke bawah sejauh 2 cm dari titik setimbangnya.

2. Melepaskan beban dan membiarkan sistem pegas massa bergerak naik – turun

beberapa saat, selanjutnya mengambil satu posisi (maksimum bawah atau

atas) untuk menjalankan stopwatch. Mengkur waktu yang dibutuhkan untuk 5

(lima) kali getaran.

3. melakukan kegiatan (1) dan (2) dengan menambahkan beban satu persatu

pada beban sebelumnya.

4. melakukan pengukuran dengan pengurangan beban massa satu persatu.

Page 8: koefisien kekentalan zat cair

HASIL EKSPERIMEN DAN ANALISIS DATA

Hasil Pengamatan

Kegiatan 1. Menentukan hubungan gaya pegas dengan pertambahan panjang

pegas

Tabel 1. Hubungan antara gaya pegas dengan pertambahan panjang pegas

Pegas 1

Panjang awal pegas = |12,20±0,05| cm

Massa benda

(gram)

Panjang akhir

(cm)

1. |20,280±0,005|

2. |40,460±0,005|

3. |61,670±0,005|

4. |82,003±0,005|

5. |86,910±0,005|

6. |96,820±0,005|

7. |117,007±0,005|

8. |127,017±0,005|

9. |146,420±0,005|

10.|165,024±0,005|

1. |13,90±0,05|

2. |15,30±0,05|

3. |17,10±0,05|

4. |18,60±0,05|

5. |19,20±0,05|

6. |19,80±0,05|

7. |21,10±0,05|

8. |22,10±0,05|

9. |23,80±0,05|

10. |25,40±0,05|

Pegas 2

Panjang awal pegas = |13,80±0,05| cm

Page 9: koefisien kekentalan zat cair

Massa benda

(gram)

Panjang akhir

(cm)

1. |20,280±0,005|

2. |40,460±0,005|

3. |61,670±0,005|

4. |82,003±0,005|

5. |86,910±0,005|

6. |96,820±0,005|

7. |117,007±0,005|

8. |127,017±0,005|

9. |146,420±0,005|

10.|165,024±0,005|

1. |14,80±0,05|

2. |16,00±0,05|

3. |17,60±0,05|

4. |19,10±0,05|

5. |19,50±0,05|

6. |20,40±0,05|

7. |21,90±0,05|

8. |22,70±0,05|

9. |24,20±0,05|

10.|25,90±0,05|

Page 10: koefisien kekentalan zat cair

Kegiatan 2. Menentukan hubungan gaya pegas dengan pertambahan panjang

pegas

Susunan Seri

Panjang awal pegas = |29,10±0,05| cm

Tabel 2. Hubungan antara gaya pegas dengan pertambahan panjang pegas

Massa beban (gram) Panjang akhir (cm)

1. |20,280 ± 0,005|

2. |40,460 ± 0,005|

3. |61,640 ± 0,005|

4. |82,003 ± 0,005|

5. |86,910 ± 0,005|

6. |96,820 ± 0,005|

7. |117,007 ± 0,005|

8. | 127,017± 0,005|

1. |32,60 ± 0,05|

2. |36,00 ± 0,05|

3. |39,40 ± 0,05|

4. |42,70 ± 0,05|

5. |43,40 ± 0,05|

6. |44,90 ± 0,05|

7. |48,40 ± 0,05|

8. |49,90 ± 0,05|

Susunan paralel

Panjang awal pegas = |10,30±0,05| cm

Tabel 3. Hubungan antara gaya pegas dengan pertambahan panjang pegas

Massa beban (gram) Panjang akhir (cm)

1. |20,280 ± 0,005|

2. |40,460 ± 0,005|

3. |61,640 ± 0,005|

4. |82,003 ± 0,005|

5. |86,910 ± 0,005|

6. |96,820 ± 0,005|

7. |117,007 ± 0,005|

8. | 127,017± 0,005|

1. |11,10 ± 0,05|

2. |11,70 ± 0,05|

3. |12,80 ± 0,05|

4. |13,60 ± 0,05|

5. |13,70 ± 0,05|

6. |13,90 ± 0,05|

7. |14,80 ± 0,05|

8. |15,10 ± 0,05|

Page 11: koefisien kekentalan zat cair

Kegiatan 3. Menentukan periode getaran dari sistem pegas

Simpangan = |2,00±0,05| cm jumlah getaran = 5 kali

Tabel 4. Periode getaran pegas

Massa beban (gram) Waktu (s)

1. |20,280 ± 0,005|

2. |40,460 ± 0,005|

3. |61,640 ± 0,005|

4. |82,003 ± 0,005|

5. |86,910 ± 0,005|

6. |96,820 ± 0,005|

7. |117,007 ± 0,005|

8. | 127,017± 0,005|

1. |2,5 ± 0,1|

2. |2,7± 0,1|

3. |3,0 ± 0,1|

4. |3,2 ± 0,1

5. |3,3 ± 0,1|

6. |3,5 ± 0,1|

7. |3,7 ± 0,1|

8. |3,8 ± 0,1|

Analisis data

Kegiatan 1. Menentukan hubungan gaya pegas dengan pertambahan panjang

pegas

Pegas 1

Panjang awal pegas = 0,122 m

Tabel 1.1 Hubungan antara gaya pegas dengan pertambahan panjang pegas

Massa benda (kg) Panjang akhir (m)

1. 0,02028

2. 0,04046

3. 0,06164

4. 0,082003

5. 0,08691

6. 0,09682

7. 0,117007

8. 0,127017

9. 0,14642

10. 0,165024

1. 0,139

2. 0,153

3. 0,171

4. 0,186

5. 0,192

6. 0,198

7. 0,211

8. 0,221

9. 0,238

10. 0,254

Page 12: koefisien kekentalan zat cair

g = 9,8 m/s2

Tabel 1.2 Hubungan antara gaya pegas dengan pertambahan panjang pegas.

Page 13: koefisien kekentalan zat cair

Gaya ( mg ) (N) Pertambahan panjang (m)

1. 0,1987

2. 0,3965

3. 0,6041

4. 0,8036

5. 0,8517

6. 0,9488

7. 1,1467

8. 1,2448

9. 1,4349

10. 1,6172

1. 0,017

2. 0,031

3. 0,049

4. 0,064

5. 0,07

6. 0,076

7. 0,089

8. 0,099

9. 0,116

10. 0,132

Page 14: koefisien kekentalan zat cair

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.140

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

f(x) = 12.4014771448634 x + 0.00327024813664856R² = 0.998271695253471

Grafik Hubungan Antara Gaya (F) dengan Pertambahan Panjang Pegas ( l) 𝛥

Pertambahan Panjang l (m)𝛥

Gaya

F (N

)

Page 15: koefisien kekentalan zat cair

m = ∆ y∆ x

= F∆ l

= k1

y = 12,40x + 0.003

y = mx + c

maka m = 12,40

k1 = 12,40 N/m

R2 = 0,998

DK = 100% R2

DK = 100% 0,998 = 99,8%

KR = 100% - DK = 100% - 99,8% = 0,2% (4 angka berarti)

KR = ∆ kk

100%

𝛥k1 = KR k

100 % =

0,2 %12,40 N /m100 %

= 2,48100

N/m = 0,0248 N/m

k1 = | 12,40 ± 0,02 | N/m

Page 16: koefisien kekentalan zat cair

Pegas 2

Panjang awal pegas = 0,138 m

Tabel 1.1 Hubungan antara gaya pegas dengan pertambahan panjang pegas

Massa benda (kg) Panjang akhir (m)

1. 0,02028

2. 0,04046

3. 0,06164

4. 0,082003

5. 0,08691

6. 0,09682

7. 0,117007

8. 0,127017

9. 0,14642

10.0,165024

1. 0,148

2. 0,16

3. 0,176

4. 0,191

5. 0,195

6. 0,204

7. 0,219

8. 0,227

9. 0,242

10. 0,259

g = 9,8 m/s2

Tabel 1.2 Hubungan antara gaya pegas dengan pertambahan panjang pegas

Gaya ( mg ) (N) Pertambahan panjang (m)

1. 0,1987

2. 0,3965

3. 0,6041

4. 0,8036

5. 0,8517

6. 0,9488

7. 1,1467

8. 1,2448

9. 1,4349

10. 1,6172

1. 0,01

2. 0,022

3. 0,038

4. 0,053

5. 0,057

6. 0,066

7. 0,081

8. 0,089

9. 0,104

10. 0,121

Page 17: koefisien kekentalan zat cair

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.140

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

f(x) = 12.6869360394584 x + 0.111467399870715R² = 0.998159065335132

Grafik Hubungan Antara Gaya (F) dengan Pertambahan Panjang Pegas ( l) 𝛥

Pertambahan panjang l (m)𝛥

Gaya

F (N

)

Page 18: koefisien kekentalan zat cair

m = ∆ y∆ x

= F∆ l

= k2

y = 12,68x + 0.111

y = mx + c

maka m = 12,68

k2 = 12,68 N/m

R2 = 0,998

DK = 100% R2

DK = 100% 0,998 = 99,8%

KR = 100% - DK = 100% - 99,8% = 0,2% (4 angka berarti)

KR = ∆ kk

100%

𝛥k2 = KR k

100 % =

0,2 %12,68 N /m100 %

= 2,536100

N/m = 0,02536 N/m

k2 = | 12,68 ± 0,02 | N/m

Page 19: koefisien kekentalan zat cair

Kegiatan 2. Menentukan hubungan gaya pegas dengan pertambahan panjang

pegas

Susunan seri

Panjang awal pegas = 0,291 m

Tabel 2.1 Hubungan antara gaya

pegas dengan pertambahan panjang

pegas

Massa beban

(kg)

Panjang

akhir (m)

1. 0,02028

2. 0,04046

3. 0,06164

4. 0,082003

5. 0,08691

6. 0,09682

7. 0,117007

8. 0,127017

1. 0,326

2. 0,360

3. 0,394

4. 0,427

5. 0,434

6. 0,449

7. 0,484

8. 0,499

g = 9,8 m/s2

Tabel 2.2 Hubungan antara gaya

pegas dengan pertambahan panjang

pegas

Gaya (mg)

(N)

Pertmbahan

panjang (m)

1. 0,1987

2. 0,3965

3. 0,6041

4. 0,8036

5. 0,8517

6. 0,9488

7. 1,1467

8. 1,2448

1. 0,035

2. 0,069

3. 0,103

4. 0,136

5. 0,143

6. 0,158

7. 0,193

8. 0,208

Page 20: koefisien kekentalan zat cair

0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 0.220

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

f(x) = 6.05987782429339 x − 0.0172090407983235R² = 0.999815322305964

Grafik Hubungan Antara Gaya (F) dengan Pertambahan Pan-jang Pegas ( l) 𝛥

Pertambahan panjang l (m)𝛥

Gaya

F (N

)

Page 21: koefisien kekentalan zat cair

m = ∆ y∆ x

= F∆ l

= ks

y = 6,059x – 0,017

y = mx + c

maka m = 6,059

ks = 6,059 N/m

R2 = 0,999

DK = 100% R2

DK = 100% 0,999 = 99,9%

KR = 100% - DK = 100% - 99,9% = 0,1% (4 angka berarti)

KR = ∆ kk

100%

𝛥ks = KR k

100 % =

0,1 %6,059 N /m100 %

= 0,6059

100 N/m = 0,006059 N/m

ks = | 6,059 ± 0,006 | N/m

Page 22: koefisien kekentalan zat cair

Susunan Paralel

Panjang awal pegas = 0,103 m

Tabel 2.1 Hubungan antara gaya

pegas dengan pertambahan panjang

pegas

Massa beban (kg)Panjang akhir

(m)

1. 0,02028

2. 0,04046

3. 0,06164

4. 0,082003

5. 0,08691

6. 0,09682

7. 0,117007

8. 0,127017

1. 0,111

2. 0,117

3. 0,128

4. 0,136

5. 0,137

6. 0,139

7. 0,148

8. 0,151

g = 9,8 m/s2

Tabel 2.2 Hubungan antara gaya

pegas dengan pertambahan panjang

pegas

Page 23: koefisien kekentalan zat cair

Gaya (mg)

(N)

Pertmbahan

panjang (m)

1. 0,1987

2. 0,3965

3. 0,6041

4. 0,8036

5. 0,8517

6. 0,9488

7. 1,1467

8. 1,2448

1. 0,008

2. 0,014

3. 0,025

4. 0,033

5. 0,034

6. 0,036

7. 0,045

8. 0,048

Page 24: koefisien kekentalan zat cair

0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05 0.0550

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

f(x) = 25.5178327722682 x − 0.00074167045764717R² = 0.993607541699663

Grafik Hubungan Antara Gaya (F) dengan Pertambahan Panjang Pegas ( l) 𝛥

Pertambahan panjang l (m)𝛥

Gaya

F (N

)

Page 25: koefisien kekentalan zat cair

m = ∆ y∆ x

= F∆ l

= kp

y = 25,51x – 0,000

y = mx + c

maka m = 25,51

kp = 25,51 N/m

R2 = 0,993

DK = 100% R2

DK = 100% 0,993 = 99,3%

KR = 100% - DK = 100% - 99,3% = 0,7% (3 angka berarti)

KR = ∆ kk

100%

𝛥kp = KR k

100 % =

0,7 %25,51 N /m100 %

= 17,857

100 N/m = 0,17857 N/m

kp = | 25,5 ± 0,2 | N/mPerbandingan konstanta elastisitas pegas susunan seri dan konstanta elastisitas pegas susunan paralel yang didapat melalui grafik dengan konstanta elastsitas pegas susunan seri dan konstanta elastisitas pegas susunan paralel yang didapat melalui teori1ks = 1

k 1 + 1k 2

ks = k 1× k 2k 1+k2 =

k 1× k 2k 1+k2 =

12,40× 12,6812,40+12,68 =

157,23225,08 = 6,2692 N/m

Page 26: koefisien kekentalan zat cair

kp = k1 + k2 = 12,40 + 12,68 = 25,08 N/m

Tabel 2.3 . Perbandingan konstanta elastisitas sistem pegas yang diperoleh melalui

grafik dengan yang diperoleh secara teori

perbandingan Konstanta elastisitas pegas seri

Konstanta elastisitas pegas paralel

Nilai yang diperoleh melalui grafik

| 6,059 ± 0,006 | N/m | 25,5 ± 0,2 | N/mNilai yang diperoleh secara teori

6,2692 N/m 25,08 N/m

Kegiatan 3. Menentukan periode getaran dari sistem pegas

Simpangan = 0,02 m jumlah getaran (n) = 5 kali

Periode (T) = tn

Tabel 4.1 periode getaran pegas Tabel 4.2 Periode getaran pegas

Massa beban (kg) Periode (s)

1. 0,02028

2. 0,04046

3. 0,06164

4. 0,082003

5. 0,08691

6. 0,09682

7. 0,117007

8. 0,127017

1. 0,5

2. 0,54

3. 0,6

4. 0,64

5. 0,66

6. 0,7

7. 0,74

8. 0,76Massa beban (kg) T2 (s2)

1. 0,02028

2. 0,04046

3. 0,06164

4. 0,082003

5. 0,08691

6. 0,09682

7. 0,117007

8. 0,127017

1. 0,25

2. 0,2916

3. 0,36

4. 0,4096

5. 0,4356

6. 0,49

7. 0,5476

8. 0,5776

Page 27: koefisien kekentalan zat cair

0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.60

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

f(x) = 0.311767439970385 x − 0.0520031416475543R² = 0.988752834420262

Periode getaran pegas (T)

Perode kuadrat T2 (s2)

Mas

sa m

(kg)

Page 28: koefisien kekentalan zat cair

T= 2π √ mk

T2= 4π ²mk

k= 4π ²mT ²

m = ∆ y∆ x

= mT ²

k = m 4π ²

y = 0,311x - 0,052

y = mx + c

maka m = 0,311

k = 0,311 × 4 ( 227 ) ² N/m = 0,311 ×

193649

N/m = 12,2877 N/m

R2 = 0,988

DK = 100% R2

DK = 100% 0,988 = 98,8%

KR = 100% - DK = 100% - 98,8% = 1,2% (3 angka berarti)

KR = ∆ kk

100%

𝛥k = KR k

100 % =

1,2% 12,2877 N /m100 %

= 14,74524

100 N/m = 0,1474 N/m

k = | 12,3 ± 0,1 | N/m

Page 29: koefisien kekentalan zat cair

Perbandingan konstanta elastisitas pegas dari hubungan antara periode kuadrat (T2) dengan massa (kg) yang didapat melalui grafik dengan konstanta elastisitas pegas yang diperoleh pada kegiatan 1.Tabel 4.3 . Perbandingan konstanta elastisitas pegas yang diperoleh melalui grafik dengan yang diperoleh pada kegiatan 1

Perbandingan Konstanta elastisitas pegas

Nilai yang diperoleh melalui grafik hubungan antara periode kuadrat (T2) dengan massa (kg)

| 12,40 ± 0,02 | N/m

Nilai yang diperoleh pada kegiatan 1

| 12,3 ± 0,1 | N/mPEMBAHASAN

Untuk praktikum pegas, dilakukan tiga kegiatan. Kegiatan pertama

mencari hubungan antara gaya pegas dengan pertambahan panjang pegas.

Caranya, dua pegas dengan panjang berbeda dilakukan pengambilan data secara

bergantian untuk masing-masing pegas. Massa beban yang akan digantungkan

pada pegas ditimbang, yang menjadi massa beban 1 adalah beban 1 diukur dengan

neraca ohauss 311 g, selanjutnya yang menjadi massa beban 2 adalah beban 1

diukur bersama beban 2, lalu massa beban 3 adalah beban 1 diukur bersama beban

2 dan beban 3, begitu seterusnya sampai massa beban ke sepuluh. Pegas 1

diberikan beban awal yaitu setelah diberi penggantung tanpa beban, diukur

panjang pegasnya. Beban 1 dimasukkan pada penggantung beban lalu

digantungkan pada pegas sehingga pegas bertambah panjang, panjang pegas

dihitung sebagai panjang akhir 1. Beban 1 dan beban 2 dimasukkan pada

penggantung beban lalu digantungkan pada pegas sehingga pegas bertambah

panjang, panjang pegas dihitung sebagai panjang akhir 2. Beban 1, beban 2, dan

beban 3, dimasukkan pada penggantung beban lalu digantungkan pada pegas

sehingga pegas bertambah panjang, panjang pegas dihitung sebagai, panjang akhir

Page 30: koefisien kekentalan zat cair

3. Begitu seterusnya sampai panjang akhir ke sepuluh. Untuk pegas 2 juga

demikian. Pada kegiatan kedua, pegas 1 dan pegas 2 dirangkai menjadi susunan

seri dan paralel. Langkah-langkah yang sama dengan kegiatan 1, tetapi massa

beban tidak perlu diukur lagi karena menggunakan massa beban yang sama

dengan kegiatan 1 . Untuk kegiatan 3, pegas diberi simpangan 2 cm dan jumlah

getarannya 5 kali untuk beban 1 dihitung waktunya untuk melakukan 5 getaran

dengan simpangan 2 cm, beban 1 bersama beban 2 juga dihitung waktunya untuk

melakukan 5 getaran dengan simpangan 2 cm, selanjutnya, beban 1 bersama

beban 2 dan beban 3 juga dihitung waktunya untuk melakukan 5 getaran dengan

simpangan 2 cm, Begitu seterusnya sampai massa beban ke sepuluh. Untuk

kegiatan 1 dan 2 gaya pegas diperoleh dengan cara mengalikan massa beban

dengan percepatan gravitasi senilai 9,8 m/s2 dan pertambahan panjang diperoleh

dengan cara mengurangkan panjang pegas setelah diberi beban dengan panjang

pegas sebelum diberi beban.analisis yang digunakan pada praktikum ini adalah

analisis grafik. Untuk keseluruhan kegiatan, pelaporan fisikanya disertai dengan

ketidakpastian yng diperoleh dengan cara mengalikan kesalahan relatif (KR)

dengan konstanta elastisitas pegas yang diperoleh dari grafik dibagi 100, KR

diperoleh dengan cara mengurangkan 100 dengan DK, DK diperoleh dari 100%

R2, dan R2 diperoleh dari grafik.

Hasil praktikum pada kegiatan 1 yaitu hubungan antara gaya pegas dengan

pertambahan panjang pegas berdasarkan analisis grafik berbanding lurus dimana

semakin besar gaya pegas semakin besar pula pertambahan panjangnya.. Dari

grafik hubungan antara gaya pegas dan pertambahan pegas inilah diperoleh

konstanta pegas. Rumus gradien atau kemirigan garis adalah sumbu y dibagi

dengan sumbu x. pada grafik, gradien atau kemiringan garisnya adalah konstanta

elastisitas pegas karena pada sumbu y adalah gaya dan sumbu x adalah

pertambahan panjang dimana menurut hukum hooke konstanta elastisitas pegas

adalah perbandingan antara gaya pegas dengan pertambahan panjang pegas.

Hasil praktikum pada kegiatan kedua yaitu pada susunan pegas baik seri

maupun paralel, analisis grafiknya menunjukkan bahwa gaya pegas yang

diberikan pada kedua susunan pegas ini berbanding lurus dengan pertambahan

Page 31: koefisien kekentalan zat cair

panjang pegas. Semakin besar gaya yang diberikan pada susunan pegas, semakin

besar pula pertambahan panjangnya. Konstanta elastisitas susunan pegas seri dan

paralel diperoleh dari gradien grafik. Secara teori nilai konstanta elastisitas pegas

susunan seri adalah 6,2692 N/m dan secara praktikum nilai konstanta elastisitas

pegas susunan seri adalah | 6,059 ± 0,006 | N/m , nilainya sedikit berbeda karena adanya ketidakpastian dalam pengukuran, dalam hal ini alat ukur yang digunakan seperti neraca ohauss 311 g , stopwatch, dan mistar masing-masing memiliki kesalahan mutlak serta kesalahan pengamat. Hasil praktikum pada kegiatan ketiga yaitu periode kuadrat berbanding lurus

dengan massa beban yang diberikan pada pegas. Semakin besar massa beban yang

diberikan kepada pegas semakin banyak waktu yang diperlukan pegas untuk

melakukan lima getaran dengan simpangan 2 cm, periode diperoleh dari

banyaknya waktu yang diperlukan dibagi dengan jumlah getaran. Periode yang

diperoleh dari data lalu dipangkat duakan dan dibuatkan grafik hubungan antara

periode kuadrat dan massa beban yang digantungkan pada pegas. Konstanta

elastisitas pegas diperoleh dari gradien grafik dikali dengan 4π ² karena konstanta

elastisitas pegas adalah 4π ² dikali hasil bagi antara massa beban di sumbu y

dengan periode kuadrat di sumbu x. Konstanta pegas dari hubungan antara periode kuadrat (T2) dengan massa (kg) yang didapat melalui grafik adalah | 12,40 ± 0,02 | N/m sedangkan konstanta pegas yang diperoleh pada kegiatan 1 untuk pegas 1 adalah | 12,3 ± 0,1 | N/m . Nilainya sedikit berbeda karena adanya ketidakpastian dalam pengukuran, dalam hal ini alat ukur yang digunakan seperti neraca ohauss 311 g , stopwatch, dan mistar masing-masing memiliki kesalahan mutlak serta kesalahan pengamat.Kendala-kendala selama praktikum yang kami alami, pertama statif yang terlalu tinggi membuat kami kesusahan dalam mangukur panjang akhir pegas, kedua mistar yang

Page 32: koefisien kekentalan zat cair

skalanya tidak jelas juga membuat kesulitan mengukur panjang awal dan panjang akhir pegas, dan ketiga pengukuran massa beban dengan neraca ohauss 311 g dilakukan dengan waktu yang relatif lama karena lengan neraca butuh waktu lama untuk stabil dan dapat dibaca. SIMPULAN DAN DISKUSI

Konstanta elastisitas pegas dapat diperoleh melalui hubungan antara gaya

pegas dengan pertambahan panjang pegas dimana gaya pegas berbanding lurus

dengan pertambahan panjang pegas dan melalui hubungan antara periode kuadrat

dengan massa beban yang diberikan pada pegas dimana periode kuadrat

berbanding lurus dengan massa beban yang diberikan pada pegas. Besar konstanta

elastisitas berdasarkan grafik hubungan gaya dengan pertambahan panjang k1 = |

12,40±0,02| N/m sedangkan berdasarkan grafik hubungan periode kuadrat dengan

massa k1 = |12,3±0,1| N/m , k2 = |12,68±0,02| N/m , berdasarkan grafik ks = |

6,059±0,006| N/m sedangkan berdasarkan teori ks = 6,2692 N/m , berdasarkan

grafik kp = |25,5±0,2| N/m sedangkan berdasarkan teori kp = 25,08 N/m.

DAFTAR RUJUKAN

Giancolli, douglas . 1998. Fisika Jilid 1 Edisi kelima (Terjemahan). Jakarta:

Erlangga.

Herman, dkk. 2014. Penuntun Praktikum Fisika Dasar 1. Makassar : Penerbit

UNM .

Serway, Jewett dan Raymond. 2009. Fisika- untuk Sains dan Teknik buku 1 edisi

6 (Terjemahan). Jakarta: Salemba Teknika.

Tipler, A.paul, 1998, Fisika- untuk Sains dan Teknik Jilid 1 (Terjemahan).

Jakarta: Erlangga