LM4

untuk anak fisika 2011, ne petunjuk untuk analisis praktikum Lm 4 dgn saiyidah mahtari

MASSA JENIS ZAT PADAT DAN HUKUM ARCHIMEDES

1. A.  Tujuan

Setelah menyelesaikan percobaan ini, mahasiswa diharapkan mampu:

• Terampil menggunakan neraca Ohaus, mistar, jangka sorong, dan mikrometer sekrup.
• Menentukan massa jenis benda padat bentuk kontinu dan tidak kontinu
• Menentukan hubungan antara rapat massa zat cair dengan gaya keatasnya terhadap benda dengan volume tertentu,

 

1. B.  Dasar Teori

Massa jenis berfungsi untuk menentukan zat, karena setiap zat memiliki massa jenis yang berbeda. Massa jenis menunjukkan kerapatan suatu benda atau massa persatuan volum yang dirumuskan sebagai berikut:

r = m/V                                                                                     (1)

dengan  r  = massa jenis (kg/m3)  m = massa zat (kg) dan V  =   volume   zat (m³).   Jika massa dan volume zat diketahui maka massa jenis zat itu dapat ditentu­kan.

Massa  zat dapat diketahui dengan cara menimbang zat itu  dengan  timbangan atau neraca  ohaus sehingga  besaran   massa   dapat  diukur langsung dengan alat ukurnya.

Pengukuran volume balok secara langsung dapat dilakukan dengan memasukkan zat  padat  itu  ke dalam gelas ukur  yang  berisi  zat cair. Apabila zat  itu   tenggelam seluruhnya  maka perubahan  penunjukan  volume  itu merupakan  voleme  dari  zat padat tersebut. Sedangkan pengukuran volume balok secara tidak langsung dengan mengukur panjang, lebar, dan tinggi balok dengan menggunakan alat ukur panjang diantaranya mistar, jangka sorong, dan mikrometer. Setelah itu volume balok dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan:

V = p x l x t                                                                               (2)

Dimana p = panjang balok, l = lebar balok, dan t  =  tinggi  balok

Pada saat balok ditimbang di udara dengan berat W_u ternyata berat benda saat diukur dalam zat cair W_a beratnya lebih kecil, menurut hukum Archimedes, “sebuah benda yang tercelup dalam suatu fluida akan mengalami gaya ke atas  F_a seberat volume fluida yang dipindahkan. Sehingga dapat dirumuskan:

W_a = W_u – F_a                                                                              (3)

Dimana F_a = berat volume air dipindahkan = r_{air .}V_{air pindah .} g (4)

 

LEBIH LENGKAP DOWNLOAD DISINI

VISKOSITAS ZAT CAIR

A.  Tujuan

• Menentukan koefisien viskositas bermacam-macam cairan dengan menggunakan hokum stoke

1. A.  Dasar Teori

Benda yang  akan dijatuhkan pada zat cair tanpa kecepatan awal akan mendapatkan  percepatan dengan gaya-gaya yang bekerja.

    Dengan W adalah gaya berat benda, F_A gaya keatas zat cair dan F_R gaya gesek zat cair.

Gaya gesek zat cair (disebut juga sebagai gaya gesek Newton) yang dialami oleh benda berbanding lurus dengan kecepatan.

Cairan dalam hal ini disebut cairan Newton. Apabila benda berbentuk bola , menurut stokes, gaya ini dapat dirumuskan sebagai berikut:

 

LEBIH LENGKAPDOWNLOAD DISINI

HUKUM NEWTON TENTANG GERAK

A.  Tujuan

• Menjelaskan prinsip gerak lurus berubah beraturan.
• Menentukan percepatan gerak benda.

B.  Kajian Teori

Fenomena gerak benda karena pengaruh gaya sangat sesuai dengan Hukum II Newton yang dirumuskan:

        F = d (m v)/dt = m dv/dt = m a

dengan m = massa benda a = percepatan benda.

 

Sebuah trolly  bermassa m berada   di   atas  papan luncur digerakkan oleh beban w = m g seperti Gambar 1.

Jika gaya gesekan roda trolly dan benang diabaikan maka berlaku:

m₂ g = (m₁ +  m₂ ) a              (3)

 

Jika  trolly  tersebut berada  pada  bidang  miring   yang   membentuk sudut  a terhadap bidang datar (Gambar 2)

 

Gambar 2 Gerak pada bidang miring

 

dengan  mengabaikan  gaya gesekan pada roda trolly dan benang untuk gerak miring ke atas, maka berlaku:

m₂g – m₁g sin a = (m₁+ m₂) a

LEBIH LENGKAP DOWNLOAD DISINI

GAYA GESEKAN

A.  Tujuan

• Menentukan koefisien gesekan statis antara dua permukaan
• Menentukan koefisien gesekan kinetis  antara dua permukaan

 

B.  Dasar Teori

Sebuah balok yang diletakkan pada sebuah bidang datar maka pada balok akan bekerja beberapa gaya seperti ditunjukkan Gambar 1. Gaya kontak yang bekerja tegak lurus permukaan disebut gaya Normal (N). Sedangkan gaya yang bekerja karena pengaruh percepatan gravitasi bumi kearah pusat bumi adalah berat atau gaya berat (w), pada bidang datar N = w = m. g

Apabila pada balok diberikan gaya arah mendatar F, selama balok diam maka timbul gaya gesekan statis yang besarnya sama dengan gaya yang diberikan

f_s = F                                      (1)

Tepat pada saat balok akan bergerak maka gaya gesekan statis akan maksimum dan berlaku hubungan:

f_s maksimum = m_s N               (2)

dengan m_s adalah koefisien gesekan statis.

Jika gaya yang bekerja pada balok diperbesar sehingga balok bergerak maka pada balok akan bekerja gaya gesekan kinetis f_k dimana f_k = m_k N

Apabila a adalah percepatan balok maka berlaku hubungan:

F – f_k = ma                                                                                 (3)

Sekarang perhatikan gambar 2 dibawah ini!

Pada saat benda tepat akan bergerak

f_s     = F

m_s N = m₂g, apabila N = m₁g

Maka m_s  = m₂/m₁                    (4)

Pada saat benda mulai bergerak menempuh jarak s dalam waktu t maka percepatan balok

s = v₀t + ½ at²

karena keadaan awal diam v₀ = 0 sehingga diperoleh a = 2s/t²

 

LEBIH LENGKAP DOWNLOAD DISINI

GERAK HARMONIK BANDUL

A.  Tujuan

Menentukan percepatan gravitasi dengan ayunan sederhana.

 

B.  Kajian Teori

Ayunan  sederhana  adalah ayunan dari satu benda   yang   digantungkan pada suatu titik tetap dengan tali yang massanya dapat diabaikan. Jika sudut  simpangan  kecil,  ayunan  sederhana  tersebut  dapat  dipandang sebagai getaran selaras.

Sebuah ayunan sederhana dengan massa beban m  dan  panjang  tali  l (massa tali diabaikan) seperti gambar 1.

Jika ayunan disimpangkan sebesar q  terhadap garis vertikal  besar gaya pemulihnya   adalah :

F = – mg sin q                        (1)

 

Untuk harga q  kecil dapat diberlakukan sin q ~ tan q ~ x/l dengan x  =  sim- pangan ayunan. Dengan demikian persamaan (1) dapat dituliskan:

F = – mg x/l                            (2)

 

Jika  tidak  ada gaya lain yang mempengaruhi (gaya gesekan  udara  dan gaya puntir)  hukum II Newton yang berlaku pada sistem ini menghasilkan rumusan:

F = m (d² x/dt² ) = – mg x/l

d²x/dt²  = – gx/l           (3)

 

Secara umum persamaan simpangan dari getaran  selaras  dapat  dirumuskan:

x = A sin wt                                (4)

 

dengan w = kecepatan sudut dan t = waktu. Turunan  ke  dua  terhadap waktu dari persamaan (4) menghasilkan :

d²x/dt²  = – w² A sin wt = – w² x   (5)

 

Dengan menggabungkan persamaan (3) dan persamaan (5) diperoleh:

w²  = g/l

 

Karena w = 2p/T dengan T = perioda diperoleh:

T = 2pÖ(l/g)                              (6)

 

Dari persamaan (6) jika periode ayunan dan panjang tali diketahui maka percepatan gravitasi (g) dapat ditentukan.

 

LEBIH LENGKAP DOWNLOAD DISINI

KONSTANTA PEGAS

A.  Tujuan

1. Memahami konsep getaran selaras pada pegas.
2. Menentukan tetapan pegas dengan cara statis dan dinamis.

 

B.  Kajian Teori

Jika suatu pegas dengan tetapan pegas k diberi beban dengan massa m maka ujung pegas akan bergeser sepanjang x (seperti gambar 1(b)). Dan pegas akan mengerjakan gaya pada benda sebesar:

F=-kx (sesuai Hukum Hooke)                                          (1)

 

Pada posisi setimbang mg=-kx, dengan g=percepatan gravitasi.

Jika pegas yang telah diberi beban tadi sedikit terusik yaitu dengan memberi seikit simpangan ke bawah, maka pegas akan mengalami getaran selaras. Pada getaran selaras jika pada t = 0 simpangan maksimum = A, maka memenuhi persamaan simpangan:

x= A coswt                                                                       (2)

LEBIH LENGKAP DOWNLOAD DISINI

PENERAAN TERMOMETER

A.  Tujuan

Melakukan peneraan terhadap thermometer sederhana

 

B.  Kajian Teori

Kalibrasi sebuah termometer ialah penetapan tanda-tanda untuk pembagian skala sebuah thermometer.

Pembuatan skala pada termometer menggunakan dua titik tetap. Pertama titik tetap atas atau titik uap (steam point) yang didefinisikan sebagai suhu air  dan uap yang berada dalam keadaan setimbang pada tekanan 1 atmosfer. Kedua titik tetap bawah atau titik es (es point) didefinisikan sebagai suhu cam-puran es dan air dalam keadaan setimbang dengan udara jenuh pada tekanan 1 atmosfer. Pada skala Celcius, titik es diberi angka nol dan titik uap diberi angka 100.

 LEBIH LENGKAP DOWNLOAD DISINI

HARGA AIR KALORIMETER

A.  Tujuan

• Menentukan harga air kalorimeter

 

B.  Kajian Teori

Harga air kalorimeter adalah banyaknya panas yang diperlukan untuk menaikkan satu satuan derajat suhu kalori­meter tersebut.Harga air tersebut sama dengan kapasitas panas  dari kalorimeter. Karena bahan kalorimeter biasanya sering tidak diketahui (panas  jenisnya  tidak  diketahui), harga air   kalori  meter  sering ditentukan dengan menggunakan asas Balck.

Misalkan  air bermassa m₁ dengan suhu t₁ dimasukkan ke dalam kalorimeter yang telah berisi air bermassa m₂  dengan suhu t₂, jika  t₁ > t₂  maka setelah terjadi perpindahan panas sampai dicapai   kesetim­bangan termal berlaku :

Jumlah panas yang diterima = jumlah panas yang diberikan   

m₁ c_air  (t₁-t_a) = (M _kal  c_kal+m₂  c_air)(t_a-t₂)  (1)

LEBIH LENGKAP DOWNLOAD DISINI

 

KALOR JENIS ZAT PADAT

1. A.  Tujuan

Menentukan kalor jenis zat padat

 

1. B.  Dasar Teori

Kalor jenis zat adalah bilangan yang menunjukkan berapa kalori yang diperlukan untuk memanaskan satu satuan massa zat dengan kenaikan suhu sebesar 1° C. Untuk pemanasan m gram massa dengan kenaikan suhu sebesar DT diperlukan kalor sebesar:

Q = m c DT

Dengan c = kalor jenis zat

Kalor jenis zat pada dasarnya tidak bergantung pada suhu. Kalor jenis dalam hal ini adalah panas rata-rata untuk rentang suhu tersebut. Kalor jenis dapat ditentukan dengan calorimeter, jika tidak ada pertukaran kalor antara calorimeter dengan sekelilingnya maka berlaku:

Q lepas  = Q serap

M_b.c_b.(T_b – T₂) = (m_a + m_k.c_k)(T₂ –T₁)

 

Dengan:

m_b = massa benda padat                             T₂ = suhu akhir campuran

m_a = massa zat cair                                      T_b = suhu benda padat

m_k = massa kalorimeter & pengaduk       T₁ = suhu awal air

c_k = kalor jenis kalorimeter & pengaduk

 

dalam persamaan di atas, tidak ada suhu yang menyatakan kalor yang diperlukan untuk pengapan air berarti dalam percobaan ini penguapan air dapat diabaikan.

LEBIH LENGKAP DOWNLOAD DISINI