Laporan Pewasat Atwood

LAPORAN PESAWAT ATWOOD

Ana Jayanti , Karimatunnisa*), Muh. Nurqamarullah, Nur Azizah Darwis

Laboratorium Fisika Dasar Jurusan Fisika FMIPA

Universitas Negeri Makassar

Abstrak. Telah dilakukan praktikum pesawat atwood , dimana pesawat atwood merupak suatu alat yang dapat mempermudah kita untuk mengetahui penerapan gerak transalisi dan gerak rotasi seuatu benda. Pada praktikum kali ini terdapat 2 kegiatan yaitu kegiatan 1menentukan percepatan dan momen inersia, dimana analisis yang digunakan untuk menenukan percepatan adalah analisis garfik dan perhitungan sedangkan untuk momen inersia dengan menggunakan perhitungan   dan dengan menggunakan analisis perhitungan  I =1/2 M_katrolR²untuk kegiatan 2 menentukan kecepatan dengan menggunakan analisis grafik dan analisis perhitungan. Dimana dari hasil yang di dapatkan untuk percepatan dengan analisis grafik dan berhitungan yaitu  m/s²,  m/s² unuk momen inersia hasilnya adalah ,  dan untuk perhitungan kecepatan hasilnya adalah  m/s, m/s dari hasil analisi tidak terdapat analisis perhitungan yang masuk ke rentang analisis grafik tetapi mendekatilah ini disebabkan karena adanya variabel pengganggu yaitu sensor waktu yang tidak stabil, genggaman yang susah dikendalikan.

KATA KUNCI: momen inersia, kecepatan, percepatan

PENDAHULUAN

            Apa yang menyebabkan sebuah dapat bergerak. Benda dikatakan bergerak ketika ada gaya yang di berikan sehingga gaya dapat dikatakan sesuatu yang menyebabkan sebuah benda bergerak lebih cepat. Gerak dibagi atas 2 yaitu gerak linaer dan gerak rotasi, gerak adalah gerak yang dilakukan secara lurus atau perpindahan lurus, sedangkan gerak rotasi adalah gerak yang bergerak secara mengelending.

            Pada gerak translansi, berlaku hukum Newton I,II dan III. Hukum I Newton menyatakan bahwa setiap benda akan tetap diam atau tetap bergerak dengan laju dan arah yang tetap jika tidak ada gaya yang bekerja pada benda tersebut, tetapi ada  suatu kejadian dimana benda yang bergerak dengan kecepatan konstan juga merupakan keadaan yang dinyatakan oleh hukum I Newton dimana pada saat ini kecepatannya constant, sehingga percepatannya sama dengan 0.

            Untuk hukum II Newton, hukum II Newton menyatakan bahwa perceptaan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya, searah resultan gaya, dan berbanding terbalik dengan massa benda.

            Untuk hukum III Newton,nhukum III Newton menyatakan bahwa jika bertama memberikan gaya pada benda kedua, benda kedua juga akan memberikan gaya yang sama dengan arah yang berlawanan.

   Gerak rotasi merupakan gerak suatu benda yang menempuh lintasan berupa lingkaran. Gerak rotasi yang terjadi pada suatu benda dapat menimbulkan adanya momen inersia. Momen inersia adalah ukuran kelembaman suatu benda yang berotasi / berputar terhadap porosnya. Momen inersia merupakan suatu besaran yang memperlihatkan tentang usaha suatu sistem benda untuk menentang gerak rotasinya.

Pada praktikum ini akan dilakukan percobaan untuk membuktikan keberlakuaan hukum-hukum translansi dan  gerak rotasi, pada kegiatan ini juga berlaku GLB dan GLBB, dimana GLB adalah gerak lurus beraturan dimana pada keadaan ini kecepatan konstan dengan percepatan 0 sehingga gaya yang berlaku untuk GLB adalah hukum I Newton , sedangkan GLBB adalah geralk lurus bergerak beraturan dimana pada keadaan apa perubahan terahadap kecepatan tetapi percepatannya konstan, sehingga pada GLBB berlaku hukum II Newton. Kemusian untuk gerak rotasi akan di alami oleh kantrol. Untuk menmbuktikan hukum-hukum tersebut maka di adakan praktiukm ini dengan menggunakan pesawat atwood, alat yang mempermudah dalam mengetahui gayanya tersebut

Tujuan :

·         Mahasiswa mampu membuktikan keberlakuan hukum-hukum Newton untuk gerak translasi dan gerak rotasi.

·         Menghitung momen kelembaman (inersia) katrol.

TEORI

Pada bagian ini akan dipelajari dua macam gerak yaitu gerak linier dan gerak rotasi, penyebab terjadinya gerak dan kebenaran hukum-hukum Newton akan dikaji. Pada mulanya orang berpendapat bahwa sifat alamiah benda adalah diam. Supaya benda itu bergerak maka harus terus menerus diberi gaya luar baik  berupa tarikan ataupun dorongan, namun setelah Galileo mengadakan percobaan pendapat ini berubah dan terkenallah tentang prinsip Galileo atau lebih baku terkenal dengan sebutan Hukum Newton Pertama. Hukum Newton I menunjukkan sifat benda yaitu sifat inersia, namun tidak terdefinisi secara kuantitatif.

Berdasarkan eksperimen serta dorongan intuitif dari hukum Newton I, Newton telah merumuskan Hukum II Newton, yang mendefinisikan massa secara kuantitatif, serta memperlihatkan hubungan gaya dengan gerak benda secara kuantitatif pula. Salah satu kesimpulan dari hukum II Newton ini adalah jika gaya tetap maka benda akan mengalami percepatan yang tetap pula, karenanya dapat diturunkan persamaan gerak dalam bentuk yang lainnya. Lebih jauh lagi, jika diperhatikan, ternyata gaya merupakan hasil interaksi antara dua benda serta mempunyai sifat-sifat tertentu. Sifat ini pertama kali dikemukakan oleh Newton dalam hukum III Newton sebagai hukumAksi-Reaksi.

Bila sebuah katrol hanya dapat berputar pada porosnya yang diam, maka geraknya dapat dianalisa sebagai berikut:

dengan a merupakan percepatan tangensial tepi katrol, percepatan ini sama dengan percepatan tali penggantung yang dililitkan pada katrol tanpa slip. Bila suatu benda digantungkan pada tali seperti gambar berikut, maka percepatan benda adalah :

METODOLOGI EKSPERIMEN

Dalam praktikum pesawat atwood adapun yang menjadi alat dan bahannya yaitu: pesawat atwood yang terdiri atas beberapa baigian yaitu, tiang berskala R yang pada ujung atasnya terdapat katrol p, tali penggantung yang massanya dapat diabaikan, dua beban M₁ dan M₂ yang berbentuk silinder dengan massa sama masing-masing M yang diikat pada ujung-ujung tali penggantung, dua beban tambahan dengan massa masing-masing m₁, genggamna G dengan pegas, penahan beban B, penahan beban tambahan A yang berlubang, neraca 310 gram, sensor waktu. 

Proses kerja pada praktikum pesawat atwood, pertama yang harus dilakukan yaitu melakukan setting peralatan yang akan dilakukan dalam praktikum, gantungkan M₁ dan M₂ pada ujung tali letakkan pada katrol yang berda di ujung tiang, pasanglah M₁ pada genggaman G, dengan menggunakan pegas, selidiki apaka tali sejajar dengan tiang, jika tidak buatlah keadaan tali hingga sejajar dengan tiang, tambahkan massa tambahan m₁ pada M₂, tekan G, maka M₁ akan terlepas dari genggaman kemudian M₂+m₁ akan bergerak kebawah sedangkan M₁ akan bergerak ke atas, jika pesawat atwood bekerja dengan baik maka terdapat percepatan, kemudian ketika M₂+m₁ melewati penahan A maka massa tambahan akan tersangkut pada penahan dan M₁ akan melanjutkan gerak ketitik B dengan kecepatan konstan. Ketika ini tidak terjadi maka atur kembali penahan A. Kegiatan pertama dimana jarak yang dilalui adalah jarak dari C ke A dimana pada saat ini massa tambahan masih berada di atas M₂ atur sensor waktu agar sensor dapat membaca waktu yang dibutuhkan benda bergerak dengan cara mengambil titik tengah dari benda, pada saat benda M₁ dilepaskan dari genggaman G maka M₁ akan bergerak keatas dan M₂+m₁ akan bergerak kebawah, ketika telah melewati titik A maka sensor akan menunjukkan jumlah waktu yang ditempuh selama pergerakan. Untuk kegiatan kedua ambil jarak awal dengan mengambil satu jarak dari kegiatan pertama, kemudian letakkan penahan A pada titik A dan atur jarak yang akan dilalui dengan memindahkan posisi C, lepaskan genggaman G kemudian M₁ akan bergerak ke atas kemudian M₂+m₁ akan bergerak ke bawah sebelum menumpuk penahan A gerak ini dinamakan GLBB dan ketika massa tambahan terlepas dari M₂ maka gerak yang bekerja gerak GLB. Lakukan percobaan pada jarak yang sama sebanyak 3 kali pengamatan, catat hasilnya ke penuntun.

Identifikasi Variabel

Kegiatan1 :

Variabel manipulasi     :           jarak/ketinggian C ke A

Variabel respon           :           waktu, kecepatan

Variabel kontrol           :           massa benda, massa katrol, jari-jari katrol

Kegiatan2 :

Variabel manipulasi     :           jarak

Variabel respon           :           waktu

Variabel kontrol           :           massa benda, massa katrol, jari-jari katrol

Definisi Operasional Variabel

Kegiatan 1

Variabel manipulasi adalah jarak dimana, jarak diubah-ubah untuk menghasilkan pengamatan yang baik, karena adanya perubahan terhadap jarak maka waktu juga ikut berubah, inilah alasan kenapa waktu dijadikan variabel respon, kemudian kecepatan karena adanya perubahan itu kecepatan juga berubah karena merupakan gerak GLBB, kemudian adapun variabel kontrolnya yaitu variabel yang tetap, adalah massa benda, massa katrol dan jari-jari katrol.

Kegiatan 2

Variabel manipulasi adalah jarak dari A ke B dimana jaraknya diubah-ubah hingga menghasilkan 5 kali pengamatan, karena adanya perubahan terhadap jarak maka waktu juga ikut berubah inilah alasan kenapa waktu dijadikan sebagai variabel respon, kemudian yang menjadi variabel control adalah massa benda, massa katrol dan jari-jari katrol.

HASIL EKSPERIMEN DAN ANALISA DATA

Massa M₁                     =                      Massa M₂=

Massa m                       =                        Jari-jari R=         

Massa Katrol (M)         = 

1.    Kegiatan 1

Tabel 2.1. Hubungan antara jarak dan waktu tempuh untuk lintasan C ke A

2.    Kegiatan 2

X_CA=  cm

Tabel 2.2. Hubungan antara jarak dan waktu tempuh untuk lintasan A ke B

ANALISIS DATA 

Pembahasan

            Pesawat atwood adalah suatu alat yang dapat mempermudah kit adalam mengetahui perlakuan suatu benda pada GLBB dan GLB, serta mengetahui hukum I dan II Newton yang merupakan gerak translasi sedangkan torsi yang merupakan gerak rotasi, pada analisis kali ini, pada kegiatan pertama, analisis yang dilakukan adalah analisis grafik dan anlisis perhitungan untuk menentukan percepatan dan momen inersia benda dengan menggunakan persamaan 2.4 adapapun hasil analisis grafik untuk percepataan adalah  m/s² sedangkan untuk analisis perhitungan yaitu  m/s² jika dilihat dari analisis yang didapatkan pada analisis grafik dan analisis perhitungan terdapat rentang yang sangat jauh, ini karena adanya variabel pengganggu, kemudian untuk perhitungan momen inersia dengan analisis perhitungan memanipulasi persamaan 2.4 hasilnya adalah  dan untuk analisis menggunakan persamaan 2.3 hasilnya adalah  . Untuk kegiatan kedua yaitu menghitung kecepatan yang dihasilkan, untuk analisis grafik kecepatan yang dihasilkan adalah  m/s sedangkan untuk analisis perhitungan kecepatan yang dihasilkan adalah m/s. dari semua analisis yang di lakukan dan untuk memandingkan hasil analisis tersebut dapat dikatakan bahwa analisis yang didapatkan memiliki perbedaan tetapi mendekati. Ada beberapa hal yang menjadi variabel pengganggu pada saat praktikum yaitu genggaman G yang tidak baik , kemudian letak sensor waktu yang sektikan tidak menunjukkan waktu tempuh.

SIMPULAN

            Dari hasil praktiukum dapat di simpulkan bahwa, ketika 2 benda yang digantung dengan massa yang sama kemusian diberikan kecepatan awal maka, kecepatannya akan konstan, sedangkan untuk benda yang massanya lebih besar dari pada benda yang satunya maka pada keadaan ini aka nada percepatan. dan dari praktikum kali ini dapat dikatakan bahwa pesawat atwood merupakan suatu alat yang dapat menguji gerak translasi dan gerak rotasi   

REFERENSI

Halliday, David dan Resnick, Robert. 1999. Fisika Jilid 1 Edisi Ketiga (Terjemahan). Jakarta: Erlangga.

Tipler, Paul A. 2001. Fisika untuk Sains dan Teknik Edisi Ketiga Jilid 1(Terjemahan). Jakarta: Erlangga.