alat sederhana peraga hukum i dan ii newton pada gerak · pdf filealat sederhana peraga hukum...

10
PAL / K-17 (STEI 2013) Alat Sederhana Peraga Hukum I dan II Newton Pada Gerak Benda Oleh : 1. M. Faisol Yahya 16513024 2. Dharma Favitri Hariyanto 16513049 3. M. Azis Alfaridzi 16513089 4. Irfan Sihab B. F 16513124 5. A. Mutafakir Alam 16513174 Sekolah Teknik Elektro dan Informatika Institut Teknologi Bandung 2013

Upload: lethien

Post on 31-Jan-2018

247 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

Page 1: Alat Sederhana Peraga Hukum I dan II Newton Pada Gerak · PDF fileAlat Sederhana Peraga Hukum I dan II Newton Pada Gerak Benda Oleh : 1. M. Faisol Yahya 16513024 2. Dharma ... (tedorong

PAL / K-17 (STEI 2013)

Alat Sederhana Peraga Hukum I dan II Newton

Pada Gerak Benda

Oleh :

1. M. Faisol Yahya 16513024

2. Dharma Favitri Hariyanto 16513049

3. M. Azis Alfaridzi 16513089

4. Irfan Sihab B. F 16513124

5. A. Mutafakir Alam 16513174

Sekolah Teknik Elektro dan Informatika

Institut Teknologi Bandung

2013

Page 2: Alat Sederhana Peraga Hukum I dan II Newton Pada Gerak · PDF fileAlat Sederhana Peraga Hukum I dan II Newton Pada Gerak Benda Oleh : 1. M. Faisol Yahya 16513024 2. Dharma ... (tedorong

PAL / K-17 (STEI 2013)

A. Latar Belakang

Dalam kehidupan sehari- hari kita sering merasakan ketika kita sedang menaiki

kendaraan yang sedang melaju dengan kecepatan konstan tiba-tiba berhenti, tubuh

kita selalu terbanting kedepan.

Sebenarnya dalam fenomena ini dapat dijelaskan dengan Hukum 1 dan 2

Newton. Dalam fenomena diatas berlaku hukum 1 Newton yang mengatakan bahwa

benda akan cenderung untuk mempertahankan kedudukannya. Benda akan cenderung

untuk dalam posisi diam berhenti atau dalam keadaan diam dengan kecepatan

konstan.

Untuk mencoba memahami tentang itu kita membuat suatu alat yang akan

menjelaskan tentang fenomena tersebut. Disini kita akan membahas tentang

fenomena yang berhubungan dengan Hukum 1 dan 2 Newton dengan bantuan alat

sederhana yang kami buat .

B. Tujuan

Membuktikan terjadinya Hukum I dan II Newton, dalam gerak suatu benda.

C. Alat dan Bahan

a. Rangkaian roda

b. Rel roda

c. Tabung plastik mika

d. Beban

e. Benang

f. Motor dc

g. Adaptor (sumber tegangan) 12 volt

h. Rangkaian Variable Resistor (pengubah kecepatan).

D. Teori Singkat

Hukum 1 Newton

∑ 𝐹 = 0

Mengatakan bahwa jika resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol

maka benda itu dalam keadaan diam atau melaju dalam kecepatan konstan.

Page 3: Alat Sederhana Peraga Hukum I dan II Newton Pada Gerak · PDF fileAlat Sederhana Peraga Hukum I dan II Newton Pada Gerak Benda Oleh : 1. M. Faisol Yahya 16513024 2. Dharma ... (tedorong

PAL / K-17 (STEI 2013)

Hukum 2 Newton

∑ 𝐹 = 𝑚. 𝑎

Mengatakan bahwa resultan gaya yang bekerja pada suatu benda yang bermasa m,

mengakibatkan benda mengalami percepatan sebesar a.

E. Persiapan dan Cara Kerja

Persiapan :

1. Membuat rangkaian roda dan rel.

2. Membuat tabung dari plasik mika, kmuadian buat garis lubang pada sisi tabung

yang juga diberi ukuran dengan panjang (10 cm).

3. Membuat rangkaian beban, kemudian rangkaian beban ini dipasangkan pada garis

lubang pada tabung. (usahakan bebas bergerak).

4. Pasang tabung dan beban pada rangkaian roda dan rel.

5. Pasang benang yang telah dihubungkan dengan penggulung benang (motor DC)

pada rangkaian roda. (usahakan rangkaian roda pada rel bergerak bebas maju-

mundur).

Cara Kerja :

1. Letakkan posisi beban pada titik tengah/depan dari garis lubang pada tabung,

percobaan pertama dilakukan dengan kecepatan tetep. Dilakukan dengan tidak

memutar variable resistor (tentukan kecepatan tertentu).

2. Amati perubahan posisi dari beban terjadi perubahan posisi atau tidak, dengan

kecepatan konstan tersebut.

3. Letakkan posisi beban pada titik tengah/depan dari garis lubang pada tabung,

percobaan kedua dilakukan dengan merubah kecepatan (dipercepat). Dilakukan

dengan memutar variable resistor dari keadaan hambatan besar menjadi kecil,

sehingga terjadi perubahan arus yang menyebabkan perubahan kecepatan putaran

motor DC yang berpengaruh juga terhadap kecepatan gerak rangkaian roda pada

rel.

Page 4: Alat Sederhana Peraga Hukum I dan II Newton Pada Gerak · PDF fileAlat Sederhana Peraga Hukum I dan II Newton Pada Gerak Benda Oleh : 1. M. Faisol Yahya 16513024 2. Dharma ... (tedorong

PAL / K-17 (STEI 2013)

4. Amati perubahan posisi dari beban terjadi perubahan posisi atau tidak, dengan

kecepatan yang dipercepat tersebut.

F. Proses

Benda mula-mula diam, ketika benda tiba-tiba ditarik dengan percepatan

konstan maka benda akan cenderung untuk mempertahankan kedudukannya, itu

terlihat ketika benda berubah posisi semakin kebelakang. Ketika benda bergerak

semakin kebelakang benda akan bergerak dengan perepatan konstan, disini berlaku

Hukum 2 Newton

∑ 𝐹 = 𝑚. 𝑎

disini terdapat gaya tegangan tali yang bekerja pada benda yang bermasa m yang

mengakibatkan benda mengalami perceatan konstan.

Setelah benda ditarik dengan percepatan konstan, alat akan menarik benda

dengan kecepatan konstan(artinya percepatan = 0) disni akan terlihat benda akan tetap

diam dalam posisinya, maka disini Hukum 1 Newton berlaku

∑ 𝐹 = 0

artinya resultan gaya yang bekerja pada benda itu sama dengan nol, sehingga

membuat benda tetap dalam posisinya. Dari percobaan ini maka terbukti kebenaran

dari Hukum 1 dan 2 Newton.

G. Data dan Pengolahan

Massa (m) = m Kg

Percobaan pertama :

Jarak (x) = 1,83 m

Waktu (t) = 8 s

Kecepatan awal (Vo) = Kecepatan akhi (Vt) = 0,23 m/s (konstan)

𝑎 =𝑉𝑡 − 𝑉𝑜

𝑡

𝑎 =0

𝑡

𝑎 = 0

Maka, ∑ 𝐹 = 𝑚. 𝑎 ∑ 𝐹 = 𝑚. (0) → ∑ 𝐹 = 0

Page 5: Alat Sederhana Peraga Hukum I dan II Newton Pada Gerak · PDF fileAlat Sederhana Peraga Hukum I dan II Newton Pada Gerak Benda Oleh : 1. M. Faisol Yahya 16513024 2. Dharma ... (tedorong

PAL / K-17 (STEI 2013)

Percobaan Kedua :

Jarak (x) = 0,92 m

Waktu (t) = 2,2 s

Kecepatan awal (Vo) = 0

Kecepatan akhir (Vt) = 0,836 m/s

X = Vo.t + ½ a.t2

0,92 = 0.t + ½ a.(2,2)2

0,92 = a. 2,42

a = 0.92 / 2,42

a = 0,38 m/s2

∑ 𝐹 = 𝑚. 𝑎

∑ 𝐹 = 𝑚. 0,38

𝐹 = 0,38𝑚𝑁

H. Analisis dan Pembahasan

Hukum I Newton menjelaskan bahwa gaya yang bekerja pada suatu benda

sama dengan nol, maka benda diam akan tetap diam, dan suatu benda yang bergerak,

akan tetap bergerak dengan kecepatan tetap.

∑ 𝐹 = 𝑚. 𝑎

Karena dalam percobaan pertama kita tidak merubah kecepatan (konstan), maka 𝑎 =

0. Sehingga :

∑ 𝐹 = 𝑚. (0)

∑ 𝐹 = 0

Jika tidak terjadi perubahan kecepatan suatu benda akan tetap bergerak dengan

kecepatan tetap, sengingga tidak ada gaya yeng bekerja pada benda tersebut.

Dalam percobaan dilakukan dengan tidak merubah kecepatan dari benda, diamati

pada posisi beban tidak ada perubahan sehingga dikatakan tidak ada gaya yang terjadi

F = 0. Sesuai dengan hukum I Newton.

Page 6: Alat Sederhana Peraga Hukum I dan II Newton Pada Gerak · PDF fileAlat Sederhana Peraga Hukum I dan II Newton Pada Gerak Benda Oleh : 1. M. Faisol Yahya 16513024 2. Dharma ... (tedorong

PAL / K-17 (STEI 2013)

Hukum II Newton menjelaskan bahwa percepatan yang ditimbulkan oleh gaya

yang bekerja pada sebuah benda berbanding lurus dan searah dengan gaya itu dan

berbanding terbalik dengan massa benda.

𝑎 =𝐹

𝑚 → ∑F = m.𝑎

Dengan mengubah kecepatan (dipecepat), maka akan timbul adanya percepatan. Dari

persamaan di atas percepatan berbanding lurus dengan gaya, sehingga timbulnya

percepatan mengakibatkan timbulnya gaya yang bekerja pada benda.

Percobaan kedua dilakukan dengan mempercpat kecepatan benda. Diamati posisi

beban berpidah terhadap keadaan awal (tedorong ke belakang), ini membuktikan

adanya pengaruh gaya terhadap beban tersebut.

I. Simpulan

Percobaan dilakukan untuk mengamati terjadinya Hukum I dan II Newton

pada gerak suatu benda dengan alat sederhana. Dari analogi alat percobaan dibuktikan

bahwa Hukum Newton memang taerjadi, yaitu pada percobaan pertama Hukum I

Newton berlaku dimana pada kecepatan konstan suatu benda yang digunakan untuk

acuan adanya gaya tidak brubah posisinya, membuktikan ∑ 𝐹 = 0. Demikian juga

dengan percobaan kedua, Hukum II Newton berlaku dimana dengan adanya

percepatan, maka timbul adanya gaya yang mengakibatkan beban acuan gaya

bergerak kebelakang (terdorong), ini membuktikan ∑ 𝐹 = 𝑚. 𝑎.

Page 7: Alat Sederhana Peraga Hukum I dan II Newton Pada Gerak · PDF fileAlat Sederhana Peraga Hukum I dan II Newton Pada Gerak Benda Oleh : 1. M. Faisol Yahya 16513024 2. Dharma ... (tedorong

PAL / K-17 (STEI 2013)

Reference :

Ruwanto, Bambang. 2009. Asas-asas Fisika 2A. Yogyakarta:Yudhistira

Sugijono, dkk. 1996. Konsep-konsep Fisika. Klaten: PT Intan Pariwara

Tipler, P. A., 1998. Fisika untuk sains dan tekni-jilid 1 (Terjemahan),

Jakarta: Penerbit Erlangga Jilid 1.

- Young, H. D., 1992, University phisics, USA: Addison Wesley

Publishing Company, Inc.

- Halliday dan Resnick, 2011, Fisika Jilid 9 (Terjemahan), Jakarta:

Penerbit Erlangga.

- Kanginan, M., Fisika Jilid 1A, 1B, Jakarta: Penerbit Erlangga.

Page 8: Alat Sederhana Peraga Hukum I dan II Newton Pada Gerak · PDF fileAlat Sederhana Peraga Hukum I dan II Newton Pada Gerak Benda Oleh : 1. M. Faisol Yahya 16513024 2. Dharma ... (tedorong

PAL / K-17 (STEI 2013)

Lampiran :

Beban dengan Massa m

Rangkaian Roda dan Beban

Page 9: Alat Sederhana Peraga Hukum I dan II Newton Pada Gerak · PDF fileAlat Sederhana Peraga Hukum I dan II Newton Pada Gerak Benda Oleh : 1. M. Faisol Yahya 16513024 2. Dharma ... (tedorong

PAL / K-17 (STEI 2013)

Perangkat Pengatur kecepatan

Lintasan (rel)

Page 10: Alat Sederhana Peraga Hukum I dan II Newton Pada Gerak · PDF fileAlat Sederhana Peraga Hukum I dan II Newton Pada Gerak Benda Oleh : 1. M. Faisol Yahya 16513024 2. Dharma ... (tedorong

PAL / K-17 (STEI 2013)

Rangkaian Alat Percobaan