modul pratikum fisika terapan -...

MODUL

PRATIKUM FISIKA TERAPAN

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

2019

TATA TERTIB PRAKTIKUM KEWAJIBAN PRAKTIKAN:

1. Setiap praktikan datang 5 menit sebelum pelaksanaan praktikum

2. Memakai pakaian rapi, jas lab dan safety shoes pada saat praktikum

3. Sebelum praktikum, praktikan mengumpulkan tugas pendahuluan untuk percobaan

yang akan dilakukan.

4. Setiap praktikan sebelum memulai praktikum harus menyerahkan laporan resmi

percobaan minggu sebelumnya.

5. Setiap praktikan mengumpulkan laporan sementara setelah melakukan praktikum

untuk mendapatkan persetujuan dari pembimbing praktikum

6. Setiap praktikan merapikan dan menyerahkan peralatan yang selesai dipinjam pada

petugas laboratorium.

7. Sebelum meninggalkan ruangan Lab, kelompok yang bertugas (piket) menyapu/

membersihkan Lab.

SANKSI PELANGGARAN:

1. Prakikan yang terlambat harus melapor pada dosen pembimbing untuk mendapat ijin

praktikum

2. Praktikan yang berhalangan hadir harus memberikan surat ijin tidak masuk

3. Praktikan yang tidak mengumpulkan tugas pendahuluan tidak diperkenankan

mengikuti praktikum.

4. Praktikan yang merusakkan peralatan wajib mengganti sesuai alat yang dirusak.

5. Praktikan yang tidak dapat mengikuti praktikum secara keseluruhan dinyatakan tidak

lulus praktikum fisika.

Surabaya, 13 Pebruari 2013

Penyusun

Catatan: Tugas pendahuluan dan laporan ditulis tangan pada kertas A4 dengan margin kiri 4cm, atas, kanan dan bawah masing-masing 3cm.

GERAK BENDA PADA BIDANG MIRING

M1

I. TUJUAN PRAKTIKUM

Pada praktikum M1, praktikan diharapkan:

1. dapat membaca dan menggunakan stopwatch dengan benar,

2. mampu menerapkan hukum gerak jatuh bebas

3. menentukan koefisien gaya gesek pada bidang miring baik permukaan

kasar atau licin

4. dapat memahami tentang gerak pada bidang miring.

II. TEORI

Dinamika Partikel adalah cabang ilmu fisika yang mempelajari tentang

gaya yang yang menyebabkan sebuah benda bergerak. Pada modul ini, benda masih

dianggap sebagai partikel, artinya benda hanya dilihat sebagai satu titik pusat massa saja.

Untuk itu gerak translasi saja yang akan diperhatikan. Dengan demikian massa katrol

diabaikan, karena katrol bergerak melingkar. Karena massa katrol diabaikan, maka

memen inersia katrol juga diabaikan, sehingga katrol mengalami kesetimbangan momen.

Tegangan tali sebelum dan sedudah lewat katrol sama.

Dasar untuk menyelesaikan persoalan dinamika partikel diatas adalah

Hukum Newton I, II dan III. Yaitu:

Hukum Newton I : ∑𝐹 = 0

Hukum Newton II : ∑𝐹 = 𝑚.𝑎

Hukum Newton III : 𝐹 𝑎𝑘𝑠𝑖 = − 𝐹 𝑟𝑒𝑎𝑘𝑠𝑖

Ada beberapa gaya yang harus dikenali di bab ini, antara lain gaya normal

(𝑁), gaya gesek (𝑓), tegangan tali (𝑇), gaya berat (𝑤 = 𝑚𝑔) dll.

Bila suatu benda bergerak pada suatu bidang, dimana bidang tersebut tidak licin,

maka akan timbul gaya gesek. Gaya gesek timbul karena permukaan dua bidang yang

bersentuhan. Arah gaya gesekan pada benda berlawanan dengan arah gerak benda. Besar

gaya gesek dipengaruhi oleh benda dan koefisien gesek. Gaya gesekan terdiri dari :

1. Gaya gesekan statis (𝑓𝑠) yaitu gaya gesekan yang terjadi pada benda diam.

𝑓𝑠 = sµ .𝑁

2. Gaya gesekan kinetis (𝑓𝑘), yaitu gaya gesekan yang terjadi pada benda bergerak.

𝑓𝑘 = µ𝑘.𝑁

𝑚1 𝑇 𝑚1 𝑔 𝑇 𝑚2 𝑚2 𝑔 Gambar 1. Sudut 0o

( )gm

ammgmk

2

211 +−=µ (1)

N T T m2g sin Ɵ f Ɵ m2g cos Ɵ m1 m2g m1g

Gambar 2. Sudut Ɵ

( )θ

θµ

cossin

2

2121

gmammgmgm

k+−−

= (2)

dimana :

𝑓𝑠 = gaya gesek statis (𝑁)

𝑓𝑘 = gaya gesek kinetis (𝑁)

sµ = koefisien gesek statis sµ

µ𝑘 = koefisien gesek kinetis

𝑁 = gaya normal

𝑔 = percepatan grafitasi = 9,81 m/s2

𝑎 = percepatan gerak benda (m/s2 )

Untuk persamaan geraknya yaitu : 20 2

1 attvs += (3)

Dimana : 𝑠 = jarak tempuh (m)

𝑣0 = kecepatan awal (m/s)

𝑡 = waktu menempuh jarak s (secon)

III. PERALATAN

1. Satu set peralatan gerak pada bidang

2. Stop watch

3. Satu set beban

4. Penggaris

IV. LANGKAH PERCOBAAN

1. Buatlah rangkaian percobaan seperti pada Gb 1 dengan sudut 00

2. Catatlah panjang lintasan m2 dan catat waktu yang diperlukan untuk

menempuh panjang lintasan tersebut

3. Gantilah m2 dengan benda yang berbeda

4. Catatlah panjang lintasan m2 dan catat waktu yang diperlukan untuk

menempuh panjang lintasan tersebut

5. Ulangi langkah (1) sampai dengan (4) untuk sudut kemiringan 300 (seperti

Gb 2)

V. TUGAS PENDAHULUAN

1. Dapatkan rumus (1) dan (2) dari Hukum Newton II

2. Sebuah balok yang bermassa m1 = 2 kg, terletak pada bidang miring licin

seperti pada gambar dibawah. Balok ini dihubungkan oleh seutas tali melalui

katrol kecil tanpa gesekan dengan balok kedua yang bermassa m2 = 3 kg

tergantung vertikal. Tentukan :

a. Percepatan masing-masing benda

b. Tegangan tali

N T T 60o m2g sin Ɵ f m2g cos Ɵ m1 m2g m1g

VI. TUGAS UNTUK LAPORAN RESMI

1. Hitung koefisien gesekan antara bidang dengan benda yang berbeda untuk

setiap sudut dengan kemiringan yaitu sudut 00 dan 300

2. Hitung kecepatan akhir benda

3. Buat analisa dan kesimpulan tentang percobaan yang telah dilakukan

LABORATORIUM FISIKA

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA (PPNS)

LAPORAN SEMENTARA Nomor percobaan : M 1 Nama percobaan : Gerak pada Bidang datar Kelompok : No Nama NRP Tanda Tangan Surabaya, 1 Mengetahui 2 3 4 (………………….) 5

m1 = …… Sudut 00 No Aluminium

m2 = …… Kayu

m2 = ……

….. cm ….. cm ….. cm ….. cm ….. cm ….. cm

1

2

3

Rata-rata

Sudut 300 No Aluminium

m2 = …… Kayu

m2 = …… ….. cm ….. cm ….. cm ….. cm ….. cm ….. cm

1

2

3

Rata-rata

GAYA SENTRIFUGAL

M2

I. TUJUAN PRAKTIKUM

Praktikan diharapkan dapat mendefinisikan tentang gaya sentrifugal serta dapat

membaca dan menggunakan alat ukur.Praktikan dapat memahami tentang gaya

sentrifugal dan prinsip kerjanya. Praktikan juga diharapkan mampu membandingkan

frekuensi perhitungan dengan percobaan, serta mampu memberikan kesimpulan.

II. TEORI

Benda berotasi mempunyai percepatan yang arahnya ke pusat yang disebut

percepatan sentripetal (as) yang besarnya :

RRvas

22

ω== (1)

Dan sesuai hukum Newton II, percepatan ini menyebabkan gaya sentripetal yang arahnya

ke pusat. Besarnya :

RmRvmFs

22

ω== (2)

Dimana : v = kecepatan linier (m/s )

R = radius rotasi (m)

ω = kecepatan sudut (rad/s)

m = massa benda (kg)

g = percepatan grafitasi bumi (m/s2)

Menurut hukum Newton III, setiap benda yang mendapat gaya, maka benda tersebut akan

memberikan gaya rekasi yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan. Gaya reaksi dari

gaya sentripetal ini dinamakan gaya sentrifugal. Pada percobaan ini benda akan berputar

dengan besar kecepatan yang konstan, menimbulkan gaya sentrifugal sehingga mampu

mengangkat massa beban (M) yang berada di tengah/pusat.

M

m1 m2

r1

r2

Gb 1 Peralatan Sentrifugal

Besar frekuensi yang diperlukan untuk mengangkat beban M.g ( Newton ) adalah :

∑=

= n

iii Rm

gMf

1

.21π

(3)

III. PERALATAN

1. Satu set peralatan gaya sentrifugal

2. Tachometer


1. Jalankan peralatan gaya sentrifugal dengan satu lengan beban (m1 dan m2)

yang berpengaruh, sedangkan m3 dan m4 terkunci.

2. Naikkan frekuensi rotasi hingga beban M tepat bergerak naik dan catat

frekuensi f.

3. Ulangi langkah 1 dan 2 dengan menggunakan dua lengan beban (m1, m2, m3

dan m4) berpengaruh semuanya.

VI. TUGAS PENDAHULUAN

Turunkan persamaan ∑

=

= n

iii Rm

gMf

1

.21π

VII. TUGAS UNTUK LAPORAN RESMI

1. Hitung frekuensi berdasarkan percobaan dan frekuensi secara perhitungan

2. Tentukan persentase error frekuensi tersebut


LABORATORIUM FISIKA


LAPORAN SEMENTARA Nomor percobaan : M2 Nama percobaan : Gaya Sentrifugal Kelompok : No Nama NRP Tanda Tangan Surabaya, 1 Mengetahui 2 3 4 5 (………………….)

M = ……… kg M2 = ……… kg M4 = ……… kg

M1 = ……… kg M3 = ……… kg

Salah satu lengan dikunci No r1 ( cm ) r2 ( cm ) F 1.

1 2.

………. ………. 3.

4.

5.

F rata – rata =

No r1 ( cm ) r2 ( cm ) r3 ( cm ) r4 ( cm ) F

……….

1.

2.

2 ………. ………. ………. 3.

4.

5.

F rata – rata =

SISTEM KATROL (DINAMIKA PARTIKEL) M3

I. TUJUAN PRAKTIKUM Mahasiswa mampu melakukan percobaan dinamika pada katrol tunggal dan ganda

serta mampu melakukan pengukuran waktu dan perhitungan percepatan baik secara praktek

maupun teori.

II. Teori Pada percobaan ini massa katrol, massa tali dan gesekan diabaikan. Dengan

menerapkan hukum Newton II dan asumsi m1 turun maka untuk sistem katrol

tunggal didapatkan persamaan

m1.g – T = m1.a T = m1.g –m1.a T – m2.g = m2.a (m1.g – m1.a) – m2.g = m2.a

gmmmma .

)21()21(

+−

=

dimana:

a = percepatan (m/s2) m1, m2 = massa beban (kg) g = percepatan grafitasi bumi (9,81 m/s2) T = tegangan tali (N)

Demikian juga untuk sistem katrol ganda, percepatan benda dapat dihitung dengan

penerapan hukum Newton:

T2 = 2T1 s1 = 2s2 a1 = 2 a2 Dengan asumsi m1 turun dapat dirumuskan: m1.g – T1 = m1.a1 T1 = m1.g - m1.a1 T1 = m1.g - m1.2a2 T2 – m2.g = m2.a2 2T1 – m2.g = m2.a2 2(m1.g - m1.2a2) - m2.g = m2.a2 2m1.g – m2.g = m2.a2 + 4m1a2

m1

m2

katrol

tali

m1m2

katrol

tali

katrol

T1

T1

T1

T2

gmmmma .

4)2(

21

212 +

−= – g

mm

mma .

212

)2(

21

211

+

−=

III. Alat dan bahan

1. Dua buah katrol

2. Tali

3. Beban

4. Stopwatch

IV. Langkah Percobaan 1. Buatlah rangkaian percobaan seperti gambar katrol tunggal

2. Jika jarak yang ditempuh benda 1 = S1 dan benda 2 = S2, catatlah waktu yang

diperlukan untuk menempuh jarak masing-masing (t1 dan t2)

3. Lakukan langkah (1) dan (2) untuk massa dan jarak yang sama sebanyak 5 kali

4. Lakukan langkah (1), (2) dan (3) untuk jarak yang sama tapi massa berbeda

5. Buatlah rangkaian seperti gambar katrol ganda

6. Lakukan langkah percobaan (2) s/d (4)

V. Tugas Untuk Laporan Resmi 1. Hitung percepatan benda 1 dan benda 2 secara teori dan praktek

2. Bandingkan kedua hasil perhitungan

3. Hitunglah tagangan tali

VI. Tugas Pendahuluan Pesawat angkat sederhana untuk penanganan komponen kapal, konstruksinya

seperti gambar katrol ganda, dengan beban m2 adalah 500 kg dan massa m1

diganti gaya F. Massa katrol diabaikan dan percepatan gravitasi bumi 9,8 m/s2.

a. Berapa gaya F tersebut yang harus diberikan agar sitem setimbang diam

atau bergerak dengan kecepatan konstan?

b. Jika kemampuan tali T1 menahan beban adalah 3000 Newton, berapa

percepatan maksimal mengangkat beban m2 sebesar 500 kg yang

menyebabkan tali tersebut rawan putus?

LABORATORIUM FISIKA


LAPORAN SEMENTARA Nomor percobaan : M 3 Nama percobaan : Sistem Kontrol Kelompok : No Nama NRP Tanda Tangan Surabaya, 1 Mengetahui 2 3 4 (……………….)

Gambar 1 (Katrol Tunggal) SA = SB = S = ….. m

No mA (kg)

mB (kg)

S (m) t1 (dt) T2 (dt) T3 (dt) Trata-rata

1

2

Gambar 2 (Katrol Ganda)

BA SS21

= BA aa21

=

No mA (kg)

mB (kg)

S (m) t1 (dt) T2 (dt) T3 (dt) Trata-rata

1

2

AYUNAN MATEMATIS

M4

I. TUJUAN PRAKTIKUM

1. Praktikan mampu menghitung besarnya nilai perioda suatu getaran

2. Praktikan mampu menghitung percepatan gravitasi menggunakan bandul

sederhana

II. TEORI

Bandul sederhana adalah sebuah benda ideal yang terdiri dari sebuah titik

massa, yang digantungkan pada tali ringan yang tidak dapat mulur. Jika bandul ditarik ke

samping dari posisi seimbangnya dan dilepaskan, maka bandul akan berayun dalam

bidang vertikal karena pengaruh gravitasi. Gerakannya merupakan gerak osilasi dan

periodik. Sehingga dapat disebut menempuh sebuah ayunan sederhana, Waktu yang

diperlukan sebuah benda (beban) untuk menempuh lintasan A-B-C-B-A disebut dengan

periode ayunan sederhana. Apabila sebuah bandul digantung dengan kawat dan diberi

simpangan kecil kemudian dilepaskan, maka akan berayun dengan getaran selaras, (Gb.1)

Maka akan berlaku persamaan :

Gambar 1. Ayunan dengan getaran selaras

lgf

π21

=

glT π2=

f = Jumlah getaran perdetik ( 1det − )

T = Perioda (s)

G = percepatan grafitasi bumi (cm/ 2det )

l = panjang kawat, satuan (cm)

III. PERALATAN YANG DIGUNAKAN

A. Bandul matematis dan fisis serta perlengkapannya 1 set

B. Beban setangkup 1 buah

C. Stop watch 1 buah

IV. PROSEDUR KERJA

1. Atur alat seperti gambar rangkaian dengan panjang kawat 50 cm

2. Atur agar ujung bandul berada tepat ditengah

3. Beri simpangan kecil pada bandul dan lepaskan. Usahakan agar ayunan

mempunyai lintasan bidang dan tidak berputar.

4. Amati lama waktu ayunan (t) mulai saat awal berayun, hingga 6 kali ayunan

dengan menggunakan stopwatch.

5. Ulangi langkah (1) – (4) sebanyak lima kali

6. Ulangi (1)-(5) dengan panjang kawat berbeda

V. PERTANYAAN DAN TUGAS

1. Hitung percepatan grafitasi bumi dengan persamaan (1) dan gunakan ralat

perhitungan.

2. Hitung dengan membuat grafik beserta hitungannya antara T2 dengan l

pada bandul matematis

3. Hitunglah persentase kesalahan dari percobaan anda serta kesimpulan.


1. Tuliskan bunyi hukum Hooke dan buktikan persamaannya !

2. Berdasarkan persamaan 1

a. bagaimana pengaruh panjang kawat terhadap periode (T)

b. bagaimana pengaruh berat bandul terhadap periode (T)

LABORATORIUM FISIKA


LAPORAN SEMENTARA Nomor percobaan : M 4 Nama percobaan : Ayunan Matematis Kelompok : No Nama NRP Tanda Tangan Surabaya, 1 Mengetahui 2 3 4 (………………….)

Jumlah Getaran = ....

No Waktu Panj kawat 50 cm 60 cm 70 cm 80 cm

1. 2. 3. 4. 5.

Rata-rata T

AYUNAN FISIS

M5

I. TUJUAN PRAKTIKUM

1. Menghitung perioda suatu getaran

2. Menghitung momen inersia suatu sistem menggunakan bandul fisis

3. Menghitung percepatan gravitasi bumi

II. TEORI

Untuk menghitung percepatan gravitasi bumi dapat menggunakan

Pusat Massa

Pusat Ayunan

d

θ

persamaan :

Imgdf

π21

= (1)

mgdIT π2= (2)

Dengan : d = Jarak pusat ayunan dan pusat massa

I = momen inersia benda jika diputar dengan pusat

putar di pusat ayunan

III. PERALATAN

1. Satu set peralatan ayunan fisis

2. Penggaris

3. Stopwatch


1. Tentukan pusat massa

2. Tentukan pusat ayunan

3. Ayun batang dengan simpangan kecil, catat waktu untuk 6 kali getaran

sempurna

4. Ambil titik ayun yang lain dan ulangi langkah 3


1.

Pada gambar di atas terdapat empat buah partikel yang dihubungkan oleh

sebuah batang yang massanya diabaikan. Partikel-partikel tersebut memiliki

berat yang berbeda dengan jarak antar partikel satu sama lain sebesar R.

Tentukanlah momen inersia sistem partikel jika:

a. Sistem diputar terhadap poros A

b. Sistem diputar terhadap poros B

2. Sebuah batang kaku ringan dengan panjang l.5 m. Batang tersebut diayun

dengan simpangan 100 dari sumbu normal dengan pusat ayunan adalah 0.2 m

dari salah satu ujung batang. Tentukan besar gravitasi yang mempengaruhi

batang tersebut!


1. Hitung periode (T)

2. Hitung percepatan gravitasi bumi dengan menggunakan rumus yang ada

3. Hitung persentase error gravitasi bumi yang didapatkan secara teori dan

praktek


LABORATORIUM FISIKA


LAPORAN SEMENTARA Nomor percobaan : M 5 Nama percobaan : Ayunan Fisis Kelompok : No Nama NRP Tanda Tangan Surabaya, 1 Mengetahui 2 3 4 (……………….)

d (cm) Waktu (t) d1 = ................ t1=................ t2=................ t3=................

d2 = ................ t1=................ t2=................ t3=................

Jumlah Getaran =

Momen Inersia benda = kg m2

HUKUM ARCHIMEDES

F1

I. TUJUAN PRAKTIKUM

Setelah melakukan praktikum, praktikan diharapkan mampu memahami prinsip

hukum Archimedes dan menerapkannya pada benda setimbang di zat cair. Praktikan juga

dapat menentukan rapat jenis fluida cair, menghitung besar gaya apung berdasarkan

persamaan Archimedes, dan dapat menentukan besar rongga dalam suatu benda.

II. TEORI

Jika suatu benda dicelupkan ke dalam zat cair, maka benda itu akan mendapat

gaya ke atas sebesar berat zat cair yang dipindahkan. Secara matematis gaya Archimedes

(gaya ke atas), dapat dirumuskan sebagai berikut :

gVF ccA ρ= (1)

Dimana : FA = gaya ke atas yang dialami benda (N)

( dalam praktikum besar FA dapat dicari dengan dinamometer)

FA = w1 - w2

Vc = volume zat cair yang dipindahkan (m3)

ρc = massa jenis zat cair (kg/m3)

g = percepatan gravitasi bumi (m/s2)

FA

w2 w1

Ketentuan :

1. Jika ρbenda < ρcairan , maka benda akan mengapung

2. Jika ρbenda = ρcairan , maka benda akan melayang

3. Jika ρbenda > ρcairan , maka benda akan tenggelam

III. PERALATAN

1. Fluida cair (air, minyak, oli)

2. Beban

3. Dinamometer

4. Penggaris

5. Statip


1. Timbang dan catat massa benda yang digantungkan pada dinamometer (w1)

(kayu yang tidak berongga)

2. Massa benda yang digantungkan pada dinamometer dimasukkan ke dalam zat

cair, timbang dan catat (w2)

3. Menghitung volume fulida yang dipindahkan

4. Dengan menggunakan persamaan hukum Archimedes, tentukan ρcairan

5. Ulangi langkah 1 – 4 untuk massa benda yang berbeda

6. Ulangi langkah 1 – 4 untuk fulida yang berbeda

V. TUGAS UNTUK LAPORAN RESMI

1. Hitunglah gaya apung berdasarkan percobaan

2. Hitunglah massa jenis zat cair

3. Hitung prosentase kesalahan masa jenis fluida


1. Diketahui massa jenis air laut 1,2 (gr/cm3), massa jenis es 0,8 (gr/cm

3). Tentukan

Berapa bagian volume gunung es yang tercelup dalam air.

2. Sebuah benda memiliki berat di udara sebesar 500 N. Berapakah massa jenis

benda tersebut jika saat di dalam air benda tersebut memiliki berat sebesar 400

N? (massa jenis air adalah 1.000 kg/m3)

3. Sebuah perahu massanya 4.000 kg terapung di laut. Jika massa jenis air laut

adalah 1.030 kg/m3 barapa m3 air laut yang dipindahkan?

LABORATORIUM FISIKA


LAPORAN SEMENTARA Nomor percobaan : F 1 Nama percobaan : Hukum Archimedes Kelompok : No Nama NRP Tanda Tangan Surabaya, 1 Mengetahui 2 3 4 (………………….)

Volume fluida = …….. cm3

No Benda W1 (N)

Air Minyak

Olie Perubahan volume

W2 (N) W2 (N)

W1 (N) Air Minyak

Oli

1 Pejal

Rongga

2 Pejal

Rongga

KALORIMETRI

P1

I. TUJUAN

Setelah melaksanakan praktikum ini, praktikan diharapkan mampu memahami

prinsip kerja hukum Joule dan memahami konsep perubahan bentuk energy. Praktikan

dapat menghitung besar energi listrik yang melalui suatu penghantar, menentukan energi

thermal (kalor) yang timbul di dalam kalorimetri dan membuktikan kebenaran hukum

Joule serta dapat menentukan kapasitas panas spesifik tembaga.

II. TEORI

Kalor adalah bentuk energi yang dipindahkan melalui perbedaan temperatur.

Kalor berpindah dari benda bertemperatur tinggi ke benda temperatur lebih rendah.

Jumlah kalor yang diserap benda sebanding dengan massa benda itu pada perubahan

temperaturnya. Secara matematis dirumuskan sebagai :

TCTcmQ ∆=∆= (1)

Dimana : Q = Kalor yang diserap (Joule, erg, kalori)

m = massa benda (kg)

∆T = Perubahan temperatur yang terjadi

c = Kalor jenis ( joule/kg0C)

C = Kapasitas kalor ( joule/0C)

Pada percobaan ini, energi listrik akan diubah menjadi energi panas oleh tahanan kawat

spiral dan panas tersebut digunakan untuk menaikkan suhu air disekitarnya beserta wadah

tembaga. Besar energi listrik yang ditimbulkan oleh arus listrik sesuai dengan persamaan

:

W = v . i . t (2)

Dimana : W = Energi listrik (Joule)

v = Beda potensial (volt)

i = Arus listrik (Ampere)

t = waktus (detik)

Dengan asumsi semua energi listrik ditransfer sebagai energi panas dari wadah dan air,

maka dapat ditulis dalam persamaan matematis sebagai berikut :

W = ( ) ( )wadahTmcairTmc ∆+∆ (3)

III. PERALATAN

1. Kalorimeter dengan insulasi panas

2. Stopwatch

3. Termometer

4. Travo

5. Avometer

6. Kabel penghubung


1. Timbanglah wadah tembaga (mw)

2. Isi wadah tembaga dengan air sampai 1/4 penuh, lalu timbang lagi (mt = ma +

mw)

3. Letakkan wadah tembaga dalam insulator yang sudah dipasang jaket, pasang

pengaduk, tutup dan pasang termometer.

4. Catat temperatur mula-mula

5. Hubungkan pemanas kalorimeter dengan arus AC 20 volt dan pasang avo

untuk membaca arus, lalu hidupkan stopwatch.

6. Catat pembacaan temperatur setiap selama 2 menit sampai dicapai temperatur

800C


1. Air sebanyak 100 gram yang memiliki temperatur 25oC dipanaskan dengan

energi sebesar 1.000 kalori. Jika kalor jenis air 1 kal/goC, tentukanlah

temperatur air setelah pemanasan tersebut!

2. Air teh sebanyak 200 cm3 dengan suhu 950C dituangkan ke dalam cangkir

gelas (massa gelas 300 gr) yang suhunya 250C. Bila keseimbangan telah

tercapai dan tidak ada aliran kalor lain disekitarnya, tentukan suhu

campurannya! (Kalor jenis gelas 0,2 kal/gr0C, massa jenis air 1 gr/cm3, kalor

jenis air 1 kal/gr0C)


1. Dengan asumsi semua energi listrik ditransfer sebagai energi panas dari wadah

dan air , tentukan kapasitas panas spesifik dari kalorimeter (tembaga) pada

rentang temperatur :

AC

A

V

Transformator

Elemen Pemanas

a. dari T awal sampai T2

b. dari T2 sampai 800C

c. dari T awal sampai 800C

( diketahui kalor jenis air : ca = 1 kalori/g0

C)

2. Tentukan persentase error kapasitas panas spesifik tembaga yang didapatkan

secara teori dan praktek

3. Buat grafik hubungan antara temperatur (x) dan waktu (y)


LABORATORIUM FISIKA


LAPORAN SEMENTARA Nomor percobaan : P 1 Nama percobaan : Kalorimeter Kelompok : No Nama NRP Tanda Tangan Surabaya, 1 Mengetahui 2 3 4 (……………….)

V = 20 volt I = …….. ampere

C air = 1 Cgrkal

0

No t ( menit ) T0 C 1

2

3

4

5

6

7

8

No t ( menit ) T0 C 9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

TITIK KRITIS GAS

P2

II. TUJUAN PRAKTIKUM

Pada praktikum ini akan diamati perubahan volume dan variasi tekanan dari gas SF6

(Sulfur Hexaflouride) pada temperatur yang berbeda. Sehingga praktikan diharapkan dapat

mengetahui temperatur kritis, tekanan kritis, dan volume kritis dari suatu gas.

III. TEORI

Persamaan gas ideal menunjukkan hubungan antara tekanan, temperatur dan volume

dari gas. Persamaan gas ideal dinyatakan dengan:

P.V = n.R.T (1)

dimana P adalah tekanan, V adalah volume, n adalah jumlah mol gas, R = 8.314472

J·K−1·mol−1 adalah konstanta gas, dan T adalah temperatur.

Akan tetapi, gas tidak ideal (real gases) menunjukkan penyimpangan dari gas ideal.

Persamaan yang umum digunakan untuk real gases adalah Persamaan Van der Waal’s, yang

dinyatakan dengan:

(2)

dimana adalah volume molar. Nilai a dan b merupak konstanta yang dapat dicari dari

percobaan ketika suatu gas mencapai titik kritisnya. Titik kritis suatu gas merupakan titik

dimana suatu gas tidak dapat dibedakan lagi fasenya, antara fase gas dan cair. Pada titik

kritis, terdapat Temperatur kritis (TCr), Tekanan kritis (PCr) dan Volume kritis (VCr). Ketika

suatu gas dikompresi pada temperatur di bawah temperatur kritis, maka gas akan mencair,

sehingga fase gas dan cair dari gas dapat dibedakan. Namun, pada temperatur kritis atau di

atasnya, gas tersebut tidak dapat dikondensasi, sehingga tidak lagi terdapat batas fasa dari

gas. Kondisi suatu gas pada temperatur, volume, dan temperatur tertentu umumnya

ditunjukkan dengan diagram P-V. Seperti pada Gambar 1, ditunjukkan diagram P-V untuk

gas SF6.

Gambar 1 Diagram P-V Gas SF6

Pada Gambar 1, titik kritis untuk gas SF6 terjadi pada temperatur 45,5 oC, tekanan 37 bar,

dan volume 0,5 cm3. Dengan mengetahui nilai dari titik kritis, maka konstanta a dan b untuk

persamaan Van der Waal’s.

(3)

(4)

(5)

III. PERALATAN

Peralatan yang digunakan pada percobaan ini adalah satu set peralatan titik kritis (Critical

Point Apparatus), yang ditunjukkan pada Gambar 2.

Gambar 2. Critical Point Apparatus


1. Pastikan katup pada selang air tertutup dan jarum suhu pada pemanas adalah 25 oC

2. Set volume gas sebesar 0,5 cm3 dengan memutar roda

3. Hidupkan pemanas air

4. Buka katup selang air untuk mengaliran air ke tabung gas (mercury) sampai tabung mercury terendam

5. Atur suhu pada termostat (bejana) sebesar 37 oC

6. Tunggu sampai suhu air di tabung stabil 37 oC

7. Catat besar tekanan pada manometer

8. Ubah volume gas dengan perubahan tiap 0,4 cm2, catat nilai tekanan pada manometer

9. Ulangi langkah 5-8 sampai volume gas mendekati 4 cm3 V. TUGAS PENDAHULUAN

1. Jelaskan yang dimaksuk dengan titik kritis suatu gas!

2. Pilih salah satu jenis gas, tuliskan nilai temperatur kritis dan tekanan kritis nya, kemudian tuliskan persamaan Van der Waals nya! (Setiap anggota kelompok jenis gas-nya harus berbeda)


1. Plot diagram P-V untuk masing-masing temperatur, kemudian dapatkan nilai TCr dan PCr!

2. Hitung nilai VCr menggunakan persamaan (3)!

3. Hitung konstanta Van der Waals a dan b menggunakan persamaan (4) dan (5)!

4. Dengan menggunakan nilai TCr dan PCr gas SF6 secara teori, hitung nilai VCr, a dan b secara teori!

5. Hitung presentase kesalahan (percent error) untuk nilai VCr, a dan b!

LABORATORIUM FISIKA


LAPORAN SEMENTARA Nomor percobaan : P2 Nama percobaan : Titik Kritis Gas Kelompok : No Nama NRP Tanda Tangan Surabaya, 1 Mengetahui 2 3 4 (………………….)

Gas SF6

No Volume (Cm3)

Isoterm 37oC

Isoterm 40oC

Isoterm 43oC

Isoterm 46oC

Isoterm 49oC

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

TRANSFORMATOR

L1

I. TUJUAN PRAKTIKUM

1. Praktikan mampu membaca dan menggunakan alat ukur listrik serta merangkai

transformator dengan benar

2. Praktikan dapat mengetahui prinsip kerja transformator, menghitung besar

efisiensi dan membaca arus masuk dan keluar pada transformator

II. TEORI

Prinsip kerja transformator adalah berdasarkan hukum faraday, yaitu Jika ada

kumparan listrik berada dalam medan magnet yang fluks-fluks magnetiknya berubah

terhadap waktu maka pada kkumparan tersebut akan muncul GGL Induksi.

Jika pada kumparan primer trafo diberi arus bolak balik, maka disekitar kumparan

ini terjadi medan magnet yang berubah-ubah, sehingga fluks-fluks magnetik yang ada

disekitar kumparan primer ini juga berubah. Menurut Faraday, Jika ada kumparan listrik

berada dalam medan magnet yang fluks-fluks magnetiknya berubah terhadap waktu maka

pada kkumparan tersebut akan muncul GGL Induksi. Maka terjadilah GGL induksi pada

kumparan sekunder.

Trasformator adalah peralatan yang digunakan untuk menaikkan atau menurunkan

tegangan.

Daya dari sistem listrik dapat dihitung dari persamaan P = v.i = i.R.i

Dimana : P = Daya (watt)

v = Tegangan (volt)

i = Arus (ampere)

R = Hambatan / resistansi (ohm)

Sedangkan efisiensi dari suatu transformator dapat dihitung dengan perbandingan daya

output dan input :

%100xPP

in

out=η

III. PERALATAN

1. Avometer 5 buah

2. Variabel resistor

3. Transformator

4. Kabel penghubung


1. Buatlah rangkaian seperti pada gambar berikut :

v v1

1A A

2

2

RAC

2. Pasanglah transformator untuk N1 = 900 lilitan dan N2 = 300 lilitan

3. Catat i1, v1, i2, v2. Lakukan sebanyak 3 kali pengukuran dengan harga R yang

berbeda

4. Ulangi langkah 3 untuk N1 = 900 lilitan dan N2 = 600 lilitan


1. Sebutkan fungsi transformator

2. Sebutkan bagian-bagian transformator dan macam-macam transformator

3. Sebuah transformator step-up mengubah tegangan dari 50 V menjadi 200 V.

Jika efisiensi transformator 75 % dan terdapat daya yang hilang 150 Watt.

Hitung kuat arus primer dan sekundernya.


1. Hitung daya input dan output

2. Hitung efisiensi transformator untuk N2 = 300 lilitan

3. Hitung efisiensi transformator untuk N2 = 600 lilitan

4. Tentukan persentase error efisiensi transformator yang didapatkan secara teori

dan praktek


LABORATORIUM FISIKA


LAPORAN SEMENTARA Nomor percobaan : L 1 Nama percobaan : Transformator Kelompok : No Nama NRP Tanda Tangan Surabaya, 1 Mengetahui 2 3 4 (………………….)

No

N1 = 900 lilitan N2 = 300 lilitan N2 = 600 lilitan

I1 V1 I2 V2 I1 V1 I2 V2 R 1

2

3

RANGKAIAN LISTRIK

L2

I. TUJUAN

Praktikan diharapkan mampu memahami prinsip hukum Kirchoff serta dapat

menghitung besar Arus dan tegangan pada suatu rangkaian seri dan paralel.

II. TEORI

Rangkaian listrik adalah suatu kumpulan elemen atau komponen listrik yang saling

dihubungkan dengan cara-cara tertentu dan paling sedikit mempunyai satu lintasan

tertutup. Elemen atau komponen yang akan dibahas pada mata kuliah Rangkaian Listrik

terbatas pada elemen atau komponen yang memiliki dua buah terminal atau kutub pada

kedua ujungnya.

ARUS LISTRIK

Arus merupakan perubahan kecepatan muatan terhadap waktu atau muatan yang

mengalir dalam satuan waktu dengan simbol i dengan kata lain arus adalah muatan yang

bergerak. Selama muatan tersebut bergerak maka akan muncul arus tetapi ketika muatan

tersebut diam maka arus pun akan hilang. Arah arus searah dengan arah muatan positif

(arah arus listrik) atau berlawanan dengan arah aliran elektron. Suatu partikel dapat

menjadi muatan positif apabila kehilangan elektron dan menjadi muatan negatif apabila

menerima elektron dari partikel lain. Satuannya : Ampere (A)

Arah arus positif mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah dan arah arus

negatif mengalir sebaliknya. Macam-macam arus :

1. Arus searah (Direct Current/DC)

Arus DC adalah arus yang mempunyai nilai tetap atau konstan terhadap satuan waktu,

artinya dimanapun kita meninjau arus tersebut pada waktu berbeda akan mendapatkan

nilai yang sama

2. Arus bolak-balik (Alternating Current/AC)

Arus AC adalah arus yang mempunyai nilai yang berubah terhadap satuan waktu dengan

karakteristik akan selalu berulang untuk perioda waktu tertentu (mempunyai perioda

waktu : T).

TEGANGAN

Tegangan atau beda potensial adalah kerja yang dilakukan untuk menggerakkan satu

muatan (sebesar satu coulomb) pada elemen atau komponen dari satu terminal/kutub ke

terminal/kutub lainnya, atau pada kedua terminal/kutub akan mempunyai beda potensial

jika kita menggerakkan/memindahkan muatan sebesar satu coulomb dari satu terminal ke

terminal lainnya.

Gambar Rangkaian Seri dan Pararel

(a) Rangakaian seri (b) Rangkaian pararel

i = i1 = i2 = i3 Vp= V1 = V2 = V3

Vs = V1 + V2 + V3 i = i1 + i2 + i3

Rs = R1 + R2 + R3 1/Rp = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3

III. PERALATAN

1 Board tempat percobaan 2 Resistor

3 Avometer

4 Kabel penghubung


1. Rangkailah percobaan I, ukurlah arus yang mengalir dan tegangan pada R1



4. Rangkailah percobaan I, ukurlah arus yang mengalir dan tegangan pada titik A-B

5. Ulangi langkah 1 sampai 4 dengan menggunakan rangkaian percobaan 2

R1 R2 R3

E

BA

Rangkaian Percobaan 1

R1 R2 R3E

A

B

Rangkaian Percobaan 2


Perhatikan gambar 1 dan gambar 2, diketahui R1 = 40 ohm, R2 = 60 ohm, R3 = 80

ohm, V= 10 volt, Hitung Arus dan Tegangan pada R1, R2, R3 dan Titik A-B


1. Hitung arus dan tegangan secara teori pada R1, R2, R3 dan titik A-B

2. Bandingkan hasil (1) dengan hasil praktikum untuk rangkaian percobaan 1 dan

percobaan 2.

3. Tentukan persentase error arus dan tegangan yang didapatkan secara teori dan

praktek


LABORATORIUM FISIKA


LAPORAN SEMENTARA Nomor percobaan : L 2 Nama percobaan : Rangkaian Listrik Kelompok : No Nama NRP Tanda Tangan Surabaya, 1 Mengetahui 2 3 4 (………………….)

Seri

No R1 R2 R3 I1 I2 I3 IAB V1 V2 V3 VAB 1

2

Pararel

No R1 R2 R3 I1 I2 I3 IAB V1 V2 V3 VAB 1

2

Contoh Cover

LAPORAN RESMI

PRATIKUM FISIKA TERAPAN

(NAMA PERCOBAAN)

Kelompok :

Nama :

NRP :

NAMA PROGRAM STUDI

NAMA JURUSAN


2019

modul pratikum fisika terapan -...

Documents