LAPORAN HASIL PENGAMATAN MATA KULIAH : FISIKA PRAKTIKUM BAG 1. GEDE PARIS PRATAMA TEKNIK MESIN UNY 2015
LAPORAN
HASIL PENGAMATAN
MATA
KULIAH :
FISIKA
PRAKTIKUM
Disususn oleh:
GEDE PARIS PRATAMA 15503244003
PENDIDIKAN TEKNIK MESIN
C 2
085737282629
UNIVERSITAS
NEGERI YOGYAKARTA
YOGYAKARTA
2015
Kata Pengantar
Puji syukur kehadirat Ida Sang Hyang Widhi Wasa atas segala limpahanyna
,sehingga saya dapat menyelesaikan penyusunan laporan
ini dalam bentuk maupun isinya yang sangat sederhana. Semoga laporan ini dapat
dipergunakan sebagai salah satu acuan, petunjuk maupun pedoman bagi pembaca.
Harapan saya semoga laporan ini membantu menambah pengetahuan dan
pengalaman bagi para pembaca, sehingga saya dapat memperbaiki bentuk maupun isi
laporan ini sehingga kedepannya dapat lebih baik.
Laporan ini saya akui masih banyak kekurangan karena pengalaman yang
saya miliki sangat kurang. Oleh kerena itu saya harapkan kepada para pembaca
untuk memberikan masukan-masukan yang bersifat membangun untuk kesempurnaan
makalah ini.
DAFTAR ISI
1.
BIDANG
MIRING
PENDAHULUAN
1.1.
Latar
belakang
Dalam kehidupan ini banyak sekali
peralatan yang digunakan untuk mempermudah melakukan pekerjaan. Alat-alat
tersebut di ciptakan manusia dari yang paling sederhana sampai yang paling
rumit, seperti motor, mobil, pesawat terbang, telepon, dll. Alat yang di gunakan
untuk memudahka manusia melakukan pekerjaan atau kegiatan disebut pesawat.
Ada dua jenis pesawat, yaitu
: pesawat sederhana dan pesawat rumit. Pesawat sederhana adalah alat bantu
kerja yang bentuknya sangat sederhana yang contohnya tuas, bidang miring, dan
katrol. Pesawat rumit adalah pesawat yang terdiri atas susunan beberapa pesawat
rumit contohnya pesawat terbang, pesawat telepon, motor, televisi, dan
lain-lain.
Pesawat sederhana adalah segala jenis perangkat yang hanya membutuhkan
satu gaya untuk bekerja. Kerja terjadi suatu gaya diberikan dan menyebabkan
gerakan sepanjang suatu jarak tertentu. Kerja yang timbul adalah hasil gaya dan
jarak. Jumlah kerja yang dibutuhkan untuk mencapai sesuatu bersifat konstan,
walaupun demikian jumlah gaya yang dibutuhkan untuk mencapai hal ini dapat
dikurangi dengan menerapkan gaya yang lebih sedikit terhadap jarak yang lebih
jauh. Dengan kata lain, peningkatan jarak akan mengurangi gaya yang dibutuhkan.
Tujuan percobaan:
1.
Dapat menjelaskan cara kerja bidang
miring
2.
Dapat menentukan besarnya KMt, KMn, dan
PK, serta efisiensi system bidang miring
3.
Dapat membuktikan bahwa bidang miring
akan lebih ringan untuk memindahkan benda dengan gaya yang sedikit
1.2.
Dasar
teori:
Bidang Miring
Bila balok ditarik kekanan namun belum bergerak, maka dikatakan
benda mengalami kesetimbangan statis. Berlaku persamaan kesetimbangan :
P = B sin θ + f + gesekan puli.
B
diuraikan menjadi B sin θ dan B cos θ,
Bila
gesekan puli diabaikan, maka :
P = B sin θ + f
Persamaan ini dapat digunakan menentukan koefisiean gesek
permukaan bidang luncur. Dalam keadaan teoritis atau kerugian sama dengan nol,
maka persamaan diatas menjadi :
P = B sin θ , dapat ditulis sebagai :
Besarnya
ini didefenisikan sebagai keuntungan mekanik
dari bidang miring. Besar atau kecilnya KM teoritis tergantung kepada besarnya
sudut kemiringan. Dengan cara lain KM teoritis dapat diselesaikan dengan
definisi :
KMt
=
,
bila balok naik setinggi hB = panjang DE atau hB = CD sin θ, maka P perlu
bergerak sejauh hP = CD, sehingga
KMt =
=
Untuk
efisiensi dapat dituliskan sebagai :
(ή)
=
=
=
=
=
à
nilai KMn diperoleh dari percobaan.
1.3.
Alat
dan langkah percobaan
Alat
a. Perangkat
percobaan bidang miring
b. Mistar
baja panjang atau rol meter
c. Timbangan
Langkah
percobaan
a.
Buat kontruksi bidnag miring, dengan
sudut kemiringan agak besar, gunakan tanda alur pada papan percobaan, sehingga
terbuat segitiga CDE
b.
Ukurlah panjang DE dan CD , catatlah
c.
Pastikan pemasakan benang pada puli
telah betul. Tentukan beban B, kemudian pada P berikan pemberat sedemikiat
sehingga menunjukan tanda tanda akan
bergerak ke atas bidang miring. Bila sudah, timbang beban B maupun P.
d.
Ulangi percobaan di atas 3 x dengan
sudut yang berbeda.
1.4.
Data
pengamatan
33’
|
No
|
DE(cm)
|
CD(cm)
|
B(g)
|
Pn(g)
|
|
1
|
10,7
|
20
|
170
|
252
|
|
2
|
|
|
270
|
399
|
|
3
|
|
|
317
|
450
|
26’
|
No
|
DE
|
CD
|
B
|
Pn
|
|
1
|
10,7
|
25
|
170
|
250
|
|
2
|
|
|
270
|
400
|
|
3
|
|
|
516
|
732
|
22’
|
No
|
DE
|
CD
|
B
|
Pn
|
|
1
|
10,7
|
30,5
|
169
|
245
|
|
2
|
|
|
319
|
449
|
|
3
|
|
|
369
|
500
|
19’
|
No
|
DE
|
CD
|
B
|
Pn
|
|
1
|
10,7
|
35,5
|
267
|
355
|
|
2
|
|
|
219
|
300
|
|
3
|
|
|
317
|
398
|
13’
|
No
|
DE
|
CD
|
B
|
Pn
|
|
1
|
10,7
|
46,7
|
317
|
360
|
|
2
|
|
|
219
|
251
|
|
3
|
|
|
268
|
348
|
1.5.
Pengolahan
data
|
POSISI BIDANG
|
PERCOBAAN KE
|
sin θ=DE/CD
|
KMt=1/sin θ
|
KMn=B/Pn
|
η
=KMn/KMt
|
|||
|
1
|
1
|
|
|
0,67
|
0,36
|
|||
|
2
|
0,54
|
1,85
|
0,67
|
0,36
|
||||
|
3
|
|
|
0,70
|
0,37
|
||||
|
2
|
1
|
|
|
0,68
|
0,29
|
|||
|
2
|
0,43
|
2,32
|
0,68
|
0,29
|
||||
|
3
|
|
|
0,70
|
0,30
|
||||
|
3
|
1
|
|
|
0,68
|
0,23
|
|||
|
2
|
0,35
|
2,85
|
0,71
|
0,24
|
||||
|
3
|
|
|
0,73
|
0,25
|
||||
|
4
|
1
|
|
|
0,75
|
0,22
|
|||
|
2
|
0,30
|
3,33
|
0,73
|
0,21
|
||||
|
3
|
|
|
0,79
|
0,23
|
||||
|
5
|
1
|
|
|
0,88
|
0,20
|
|||
|
2
|
0,23
|
4,34
|
0,87
|
0,20
|
||||
|
3
|
|
|
0,77
|
0,17
|
||||
Harga rata-rata pada posisi bidang
1=0,36
Harga rata-rata pada posisi bidang 2=0,29
Harga rata-rata pada posisi bidang 3=0,27
Harga rata-rata pada posisi bidang 4=0,22
Harga rata-rata pada posisi bidang 5=0,19
1.6.
Pembahasan
Bidang miring merupakan
pesawat sederhana yang memudahkan pekrjaan manusia dalam memindahkan benda dari
suatu tempat ke tempat yang lebih tinggi. Benda dipindahkan melalui lintasan
miring, kemiringan lintasan diperoleh dengan pengganjal(panjang DE) sehingga
menghasilkan sudut kemiringan
Dalam
percobaan bidang miring ini kami melakukan 5 kali percobaan dengan sudut yang
berbeda, setiap sudut dicoba 3 kali. Setiap posisi percobaan kami menggunakan
kami menggunakan besar beban dan penarikyang berbeda. Hanya sudut kemiringan
yang berbeda.
Kami
mengidentifikasi besar keuntungan teoritis(KMt) dan nyata(KMn) perbandingan
kecepatan (PK) dan efesiensi (η) dengan menggunakan persamaan:
|
KMt= 1/sin θ
|
|
Efisiensi = η= KMn/Kmn
|
|
KMn=B/Pn
|
|
PK=KMt
|
|
sin θ=DE/CD
|
Dari data yang
didapatkan,pesawat sederhana bidang miring akan lebih ringan dan mudah untuk
mengangkan dan memindahkan benda disebabkan oleh sudut yang kecil. Semakin
kecil sudut maka keuntungan mekanisnya baik secara teoritis maupun nyata akan
mendapatkan hasil terbesar dari pada sudut yang lebih besar. Itu dapat di
buktikan pada table pengolahan data. Maka dari itu gaya(F) yang di butuhkan
akan semakin kecil
1.7.
Kesimpulan
A.
Keuntungan yang diperoleh dari bidang
miring bergantung pada panjang lintasan, ketinggian, kemiringan sudut dan
penarik. Semakin kecil sudutnya semakin besar keuntungan mekaniknya dan semakin
kecil efesiensinya (lihat table pengolahan data)
B.
Bidan miring dapat mempermudah pekerjaan
manusia dalam memindahkan dari suatu tempat ketempat yang lebih tinggi
C.
Factor yang berpengaruh pada bidang
miring adalah gaya gesek yaitu penghambat laju benda ketika melewati lintasan
miring
2.
PENGUKURAN
GRAVITASI BUMI
PENDAHULUAN
2.1.
Latar
belakang
Sebuah benda yang digantung dengan
menggunakan tali atau benang yang kemudian diberikan simpangan sebesar θ, maka
benda tersebut akan berosilasi ketika dilepaskan. Osilasi merupakan kegiatan
bolak- balik suatu benda hingga benda tersebut kembali ketitik keseimbangannya.
Pada percobaan ini gerak osilasi yang akan dibahas yaitu gerak osilasi pada
ayunan bandul. Ayunan bandul merupakan salah satu gerak harmonik sederhana.
Gerak pada bandul merupakan gerak harmonik sedrhana yang memiliki amplitudo
kecil. Bandul sederhana adalah Benda ideal yang terdiri dari sebuah benda yang
bermassa M digantung pada tali ℓ yang
ringan, Dimana panjang tali ini tidak dapat bertambah atau mulur. Bila bandul
ditarik kesamping dari titik keseimbangannya dan ketika dilepaskan, maka bandul
akan berayun dalam bidang vertikal karena adanya pengaruh gaya gravitasi bumi.
Bandul sederhana atau ayuanan matematis merupakan sebuah
partikel yang bermassa M yang bergantung pada sutu titik tetap dari seutas tali
yang massanya diabaikan dan tali ini tidak dapat bertambah panjang yang terdiri
dari panjang tali ℓ. Gaya yang bekerja pada beban adalah beratnya mg dan
tegangan T pada tali. Bila gaya-gaya yang bekerja pada M diuraian menjadi
komponen radial dan tangensial, maka resultan gaya radial bertindak sebagai
gaya yang dibutuhkan beban agar tetap bergerak melingkar dan resultan gaya
tangensial bertindak sebagai gaya pemulih M untuk mengembalikannya ketitik
kesetimbangannya .
Berdasarkan data diatas, maka perlu dilakukan percobaan ini
yaitu penentuan percepatan gravitasi bumi dengan metode ayunan bandul untuk
dapat menentukan besar percepatan gravitasi bumi dengan metode ayunan bandul
untuk beban yang berbeda, untuk enyelidiki pengaruh panjang tali terhadap
besarnya periode osilasi bandul, serta untuk menyelidiki pengaruh besar
simpangan awal dan jenis beban terhadap besarnya nilai g yang diperoleh.
Tujuan :
Adapun tujuan dari percobaan penentuan percepatan gravitasi
bumi dengan metode ayunan bandul adalah sebagai berikut :
1) Menentukan besar percepatan gravitasi bumi dengan metode
ayunan bandul
2) Menyelidiki pengaruh panjang tali terhadap besarnya periode
osilasi bandul
3) Menyelidiki pengaruh besar simpangan awal dan jenis beban
terhadap besarnya nilai g yang diperoleh.
Contoh dari gerak osilasi adalah gerak osilasi pada bandul,
dimana gerak bandul merupakan gerak harmonik sederhana yang memiliki amplitudo
kecil. Bandul sederhana atau ayunan matematis merupakan sebuah partikel yang
bermassa m yang bergantung pada suatu titik tetap dari seutas tali yang
massanya diabaikan dan tali ini tidak dapat bertambah panjang
(pada gambar 1) merupakan bandul sederhana yang terdiri dari
panjang tali l dan beban bermassa m. Gaya yang bekerja pada beban adalah
beratnya mg dan tegangan T pada tali. Tegangan tali disebabkan oleh komponen
berat Fn = mg cos θ, sedangkan komponen
mg sin θ bekerja untuk melawan simpangan. Mg sin θ inilah yang dinamakan gaya
pemulih (Fr). Jika bandul tersebut berayun secara kontinu pada titik tetap (0)
dengan gerakan melewati titik kesetimbangan c sampai berbalik ke Bʹ ( B dan Bʹ
simetris satu sama lain ) dengan sudut simpangan θο relatif kecil maka terjadi ayunan harmonis
sederhana.
Gambar 1. Osilasi
gerak bandul sederhana ( Giancoli,2007).
Apabila suatu benda dilepaskan dari ketinggian tertentu,
maka benda tersebut akan jatuh dan bergerak mengarah kepusat bumi. Percepatan
yang dialami oleh benda yang jatuh tersebut disebabkan oleh adanya gravitasi
bumi. Percepatan gravitasi bumi dapat diukur dengan beberapa metode eksperimen
salah satunya adalah ayunan bandul matematis yang terdiri atas titik massa m
yang digantung dengan menggunakan seutas tali tak bermassa (massa diabaikan)
dengan ujung atasnya dikaitkan dindng diam. Pada sistem bandul sederhana, benda
bergerak pada sumbu gerak yang hanya dkendalikan oleh gravitasi bumi dengan
periode ayunan dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan :
T = 2π ...............................................................................................(1)
(Halliday,2005).
Bila suatu benda bergerak bolak – balik terhadap suatu titik
tertentu, maka benda tersebut dinamakan bergetar, atau benda tersebut bergetar.
Dalam ilmu fisika dasar, terdapat beberapa kasus bergetar diantaranya adalah
gerak harmonik sederhana (GHS) adalah gerak bolak – balik suatu benda yang
melalui titik kesetimbangan tertentu dengan banyaknya getaran benda dalam
setiap detik selalu konstan. Gerak harmonik sederhana terjadi karena adanya
gaya pemulih atau restoring force. Dinamakan gaya pemulih karena gaya selalu
melawan perubahan posisi benda agar kembali ketitik setimbang. Karena itulah
terjadi gerak harmonik. Pengertian sederhana adalah bahwa kita mengaggap bahwa
tidak ada gaya disipatif, misalnya gaya gerak dengan udara, atau gaya gesek
antara komponen sistem (pegas dengan beban) atau pegas dengan statifnya (
Ishaq,2007).
2.3.
Alat dan langkah
percoban
Alat
:
d. Perangkat
percobaan ayunan matematis
e. Stopwatch
f. Mistar
baja atau rol meter
Langkah
percobaan
a. Pasang
bandul dengan panjang tali L
b. Tarik
bandul ke kanan dengan sudut kecil saja dan lepaskan
c. Setelah
ayunan stabl,mulai menghitung jumlah ayunan n. teman lain dapat mencoba lagi
d. Hentikan
dan ukurlah panjang talinya, L dan catat
e. Ulangi
percobaan yang di atas denan panjang tali yang berbeda
f. Hitunglah
masing-masing harga g dan g rata-ratanya
2.4.
Data
pengamatan
|
Percobaan ke
|
Panjang tali (L meter)
|
Jumlah ayunan/30
detik (n)
|
Jumlah
ayunan/detik
(f)
|
|
1
|
0,6
|
18
|
0,6
|
|
2
|
0,56
|
18,5
|
0,616
|
|
3
|
0,52
|
19
|
0,63
|
|
4
|
0,47
|
20
|
0,67
|
|
5
|
0,44
|
20,5
|
0,683
|
|
6
|
0,4
|
21,5
|
0,716
|
|
7
|
0,36
|
22,5
|
0,75
|
|
8
|
0,32
|
23,25
|
0,775
|
|
9
|
0,30
|
24
|
0,8
|
|
10
|
0,29
|
25
|
0,833
|
|
11
|
0,27
|
25,5
|
0,85
|
|
12
|
0,25
|
26,5
|
0,883
|
|
13
|
0,22
|
28,25
|
0,941
|
|
14
|
0,20
|
29,5
|
0,983
|
|
15
|
0,18
|
30
|
1
|
|
16
|
0,17
|
31
|
1,03
|
|
17
|
0,16
|
33
|
1,1
|
|
18
|
0,15
|
33,5
|
1,116
|
|
19
|
0,13
|
35,5
|
1,183
|
|
20
|
0,09
|
40,25
|
1,3416
|
2.5.
Pengolahan
data
|
Percobaan ke
|
Gravitasi bumi
|
|
1
|
8,518694
|
|
2
|
8,380477
|
|
3
|
8,139612
|
|
4
|
8,320832
|
|
5
|
8,094935
|
|
6
|
8,087333
|
|
7
|
7,986276
|
|
8
|
7,58006
|
|
9
|
7,572173
|
|
10
|
7,936103
|
|
11
|
7,693446
|
|
12
|
7,687422
|
|
13
|
7,68283
|
|
14
|
7,621778
|
|
15
|
7,098912
|
|
16
|
7,112834
|
|
17
|
7,635274
|
|
18
|
7,367819
|
|
19
|
7,175169
|
|
20
|
6,388632
|
2.6.
Pembahasan
Berdasarkan percobaan yang kami lakukan sebanyak 20
kali dengan data seperti pada table menggunakan rumus
Diperoleh rata-rata besar gravitasi 7,704031 selisih sebesar 2,105969 dikarenakan
pada saat kami melakukan percobaan terdapat beberapa hambatan antara lain:
1.
Kawat pengait pada ayunan matematis
tidak setabil sehingga arah ayunan berubah+ubah
2.
Sudut pada saat melepaskan bandulan
sembarang
3.
Pada saan melepaskan ayunan ada dorongan
4.
Penggunaan stopwatch kurang tepat atau
menghitung frekuensi ayunan
5.
Pengaruh lingkungan, contoh: adanya
hembusan angin dari fan yang berada di ruangan praktikum
Dari
beberapa hambatan yang disebutkan mungkit berpengaruh terhadap hasil percobaan
sehingga hasil gravitasinya tidak sama persis.
2.7.
Kesimpulan
Perbedaan antara lain nilai gravitasi 9,81
dengan hasil percobaan kami 7,704 yang disebabkan oleh beberapa factor yang
kami sebutkan
3.
HUKUM
HOOKE
PENDAHULUAN
3.1.
Latar
belakang
Didalam kehidupan yang semakin
canggih, kita tidak pernah terlepas dari kata fisika. Misalnya pegas, walaupun
kadang kita tidak menyadari hal tersebut. Ketika mengendarai sepeda motor atau
berada dalam sebuah mobil, yang bergerak di jalan atau yang permukaanya tidak rata atau dengan
kata lainnya yaitu berlubang. Pegas membantu mengerem atau meredam hingga kita
bisa berhenti.
Gerak suatu benda tegar yang
merupakan suatu abstraksi matematis guna memudahkan perhitungan karena semua
benda nyata sampai suatu batas tertentu, berubah dibawah pengaruh gaya yang
dikerjakan terhadapnya. Hubungan antara setiap jenis tegangan dengan regangan
yang bersangkutan penting peranannya dalam ilmu fisika yang disebut dengan
teori elastis atau pada ilmu kekuatan bahan di bidang engineering.
Elastisitas adalah kemampuan suatu
benda untuk kembali ke bentuk awalnya segera setelah gaya luar yang diberikan
kepada benda itu dihilangkan atau dibebaskan. Oleh karena itu, dengan melakukan
percobaan ini kita dapat menentukan kaitan konsep gaya pegas dengan sifat
elastisitas bahan, mengamati gerak harmonik pada getaran pegas, menentukan
konstanta suatu pegas dan
mempelajari hubungan antara gaya pegas dan pertambahan panjang pegas. Dengan
latar belakang tersebut kami sebagai generasiu anak fisika melakukan percobaan
ini dengan judul “Elastisitas dan Susunan Pegas”
Tujuan :
Adapun
tujuan dari praktikum ini adalah
1. Dapat membedakan pegas tekan dan
pegas tarik
2. Menentukan koefisien pegas(bahan
elastis), dengan ukurn diameter pegas, diameter kawat pegas, dan bahan yang
berbeda
1.
Dasar Teori
Pegas yang diberi sedikit
pemberat m1 kg sehingga memiliki panjang L1 meter.
Kemudian diberi tambahan beban m2, maka menjadi pegas dengan panjang
L2. Besarnya W (m1 – m2).g, atau gaya berat
beban yang menyebabkan karet bertambah panjang (L2 – L1)
=
L atau x, menurut Hooke :
F = W = (m2 – m1).9,81 àadalah gaya yang menarik pegas, N.
x =
L = L2 – L1 àadalah perubahan panjang karet, m.
(k) = koefisien elastisitas
pegas, N/m.
Besarnya (k) akan dipengaruhi oleh ukuran pegas,
kualitas, dan jenis bahannya. Sifat elastisitas dari bahan, pegas atau karet
akan rusak bila diberi beban terlalu besar. Pegas tidak dapat kembali kebentuk
semula.
3.3.
Alat
dan langkah percoban
Alat
:
a.
Perangkat percobaan ayunan matematis
b.
Stopwatch
c.
Mistar baja atau rol meter
Langkah
percobaan
a. Pasang
bandul dengan panjang tali L
b. Tarik
bandul ke kanan dengan sudut kecil saja dan lepaskan
c. Setelah
ayunan stabl,mulai menghitung jumlah ayunan n. teman lain dapat mencoba lagi
d. Hentikan
dan ukurlah panjang talinya, L dan catat
e. Ulangi
percobaan yang di atas denan panjang tali yang berbeda
f. Hitunglah
masing-masing harga g dan g rata-ratanya
3.4.
Data
pengamatan
Pegas tarik dan tekan
|
Percobaan Pegas 1
|
Spesifikasi
|
Pemberat, kg
|
Panjang (mm)
|
|
I
|
Baja
|
M1 = 0
|
L1 = 160
|
|
D Pegas = 15
|
M2 = 0,35
|
L2 = 165
|
|
|
D kawat = 1,5
|
|
|
|
|
II
|
Baja
|
M1 = 0
|
L1 =160
|
|
D Pegas = 15
|
M2 = 0,45
|
L2 = 170
|
|
|
D kawat = 1,5
|
|
|
|
|
III
|
Baja
|
M1 = 0
|
L1 = 160
|
|
D Pegas = 15
|
M2 = 0,65
|
L2 = 180
|
|
|
D kawat = 1,5
|
|
|
|
|
Percobaan Pegas 2
|
Spesifikasi
|
Pemberat, kg
|
Panjang
|
|
I
|
Baja
|
M1 = 0
|
L1 = 175
|
|
D Pegas = 15
|
M2 = o,35
|
L2 = 185
|
|
|
D kawat = 1,5
|
|
|
|
|
II
|
Baja
|
M1 = 0
|
L1 = 175
|
|
D Pegas = 15
|
M2 = 0,45
|
L2 = 190
|
|
|
D kawat = 1,5
|
|
|
|
|
III
|
Baja
|
M1 = 0
|
L1 = 175
|
|
D Pegas = 15
|
M2 = 0,65
|
L2 = 200
|
|
|
D kawat = 1,5
|
|
|
|
|
Percobaan Pegas 3
|
Spesifikasi
|
Pemberat, kg
|
Panjang
|
|
I
|
Baja
|
M1 = 0
|
L1 = 220
|
|
D Pegas = 17,5
|
M2 = o,35
|
L2 = 235
|
|
|
D kawat = 1,5
|
|
|
|
|
II
|
Baja
|
M1 = 0
|
L1 = 220
|
|
D Pegas = 17,5
|
M2 = 0,45
|
L2 = 240
|
|
|
D kawat = 1,5
|
|
|
|
|
III
|
Baja
|
M1 = 0
|
L1 = 220
|
|
D Pegas = 17,5
|
M2 = 0,65
|
L2 = 255
|
|
|
D kawat = 1,5
|
|
|
|
Percobaan Pegas 1
|
Spesifikasi
|
Pemberat, kg
|
Panjang (mm)
|
|
I
|
Baja
|
M1 = 0
|
L1 = 51
|
|
D Pegas = 31
|
M2 = 5
|
L2 = 48
|
|
|
D kawat = 4
|
|
|
|
|
II
|
Baja
|
M1 = 0
|
L1 =51
|
|
D Pegas = 31
|
M2 = 10
|
L2 = 45
|
|
|
D kawat = 4
|
|
|
|
|
III
|
Baja
|
M1 = 0
|
L1 = 51
|
|
D Pegas = 31
|
M2 = 15
|
L2 = 42,5
|
|
|
D kawat = 4
|
|
|
|
|
Percobaan Pegas 2
|
Spesifikasi
|
Pemberat, kg
|
Panjang
|
|
I
|
Baja
|
M1 = 0
|
L1 = 39
|
|
D Pegas = 33,5
|
M2 = 5
|
L2 = 36
|
|
|
D kawat = 4,5
|
|
|
|
|
II
|
Baja
|
M1 = 0
|
L1 = 39
|
|
D Pegas = 33,5
|
M2 = 10
|
L2 = 35
|
|
|
D kawat = 4,5
|
|
|
|
|
III
|
Baja
|
M1 = 0
|
L1 = 39
|
|
D Pegas = 33,5
|
M2 = 15
|
L2 = 33,5
|
|
|
D kawat = 4,5
|
|
|
|
|
Percobaan Pegas 3
|
Spesifikasi
|
Pemberat, kg
|
Panjang
|
|
I
|
Baja
|
M1 = 0
|
L1 = 43
|
|
D Pegas = 19
|
M2 = 5
|
L2 = 37
|
|
|
D kawat = 3
|
|
|
|
|
II
|
Baja
|
M1 = 0
|
L1 =43
|
|
D Pegas = 19
|
M2 = 10
|
L2 = 33
|
|
|
D kawat = 3
|
|
|
|
|
III
|
Baja
|
M1 = 0
|
L1 = 43
|
|
D Pegas = 19
|
M2 = 15
|
L2 = 29
|
|
|
D kawat = 3
|
|
|
3.5.
Pengolahan
data
PEGAS TARIK
|
F =
k.x à k=f/x
|
F = (m2 – m1).9,81
|
x = L2 – L1
|
|
Percobaan ke
|
F(N)
|
X(m)
|
K(N/m)
|
|
1
|
3,433
|
0,005
|
686,6
|
|
2
|
4,4145
|
0,01
|
441,45
|
|
3
|
6,37
|
0,02
|
318,5
|
|
4
|
3,433
|
0,01
|
343,3
|
|
5
|
4,4145
|
0,015
|
294,3
|
|
6
|
6,37
|
0,025
|
254,8
|
|
7
|
3,433
|
0,015
|
228,867
|
|
8
|
4,4145
|
0,02
|
220,725
|
|
9
|
6,37
|
0,035
|
182
|
Harga rata-rata k pegas tarik
=2970,54167:9=330,06018
PEGAS TEKAN
|
F =
k.x à k=f/x
|
F = (m2 – m1).9,81
|
x = L2 – L1
|
|
Percobaan ke
|
F(N)
|
X(m)
|
K(N/m)
|
|
1
|
49,05
|
3
|
147,15
|
|
2
|
98,1
|
6
|
588,6
|
|
3
|
147,15
|
8,5
|
1250,78
|
|
4
|
49,05
|
3
|
147,15
|
|
5
|
98,1
|
4
|
392,4
|
|
6
|
147,15
|
5,5
|
809,325
|
|
7
|
49,05
|
6
|
294,3
|
|
8
|
98,1
|
10
|
981
|
|
9
|
147,15
|
14
|
2060,1
|
Harga rata-rata k pegas
tekan =146,137024/9=5,1
3.6.
Pembahasan
Pada
percobaan ini kami melakukan 2 jenis percobaan pegas, yaitu pegas tarik dan
tekan. Kami menggunakan pegas yang berbeda pada kedua jenis percobaan tersebut
kami gunakan 9 kali percobaan. Jani pada masing-masing kali percobaan pada pegas tekan dan tarik.,
kami hanya mengubah besar pemberatnya saja.
Berdasarkan percobaan yang kami lakukan
di peroleh data sebagai berikut:
-
Harga rata-rata k pegas tarik
=2970,54167:9=330,06018
-
Harga rata-rata k pegas tekan =146,137024/9=5,1
Dengan
menggunakan persamaan
|
F = k.x k=f/x
|
|
F = (m2 – m1).9,81
|
Keterangan:
-F=gaya(N)
|
x = L2 – L1
|
-x=pertambahan gravitasi panjang
Pada
pegas tarik panjang pegas bertambah setelah melakukan percobaan dengan 2 kali
lebih masa pemberat yang berbeda. Pertambahan panjang pegas disebabkan posisi
pembarat yang di gantung pada pegas sehingga pegas akan merenggang atau
tertarik ke bawah. Sedangkan pada pegas tekan panjang pegas semakin berkurang
setelah dilakukan percobaan dengan 2 kali atau lebih massa percobaan ini
sehingga pegas tekan pengalami tekanan.
Hasil
perhitungan rata-rata pegas tekan dan tarik berbeda ini dimungkinkan karena:
-
Alat percobaan yang berbeda
-
Pegas yang di gunakan berbeda.
-
Pemberat sangat bervariasi dan keteltian
dalam melakukan percobaan
3.7.
Kesimpulan
1. Bahan
pegas mempengaruhi koefisien elastisitas pegas. Semakin solid atau kuat bahan
pegas otomatis sulit melentur sehingga nilai k akan semakin kecil
2. Semakin
besar massa pemberat maka semakin besar pula gaya yank di hasilkan
3. Semakin
besar gaya yang di hasilkan maka semakin besar pula pertambahan panjangnya
4.
RODA
GIGI LURUS
PENDAHULUAN
4.1.
Latar
belakang
Roda gigi adalah bagian dari mesin yang berputar yang berguna untuk mentransmisikan daya. Roda gigi memiliki gigi-gigi
yang saling bersinggungan dengan gigi dari roda gigi yang lain. Dua atau lebih
roda gigi yang bersinggungan dan bekerja bersama-sama disebut sebagai transmisi
roda gigi, dan bisa menghasilkan keuntungan mekanis melalui rasio jumlah gigi.
Roda gigi mampu mengubah kecepatan putar, torsi, dan arah daya terhadap sumber daya. Tidak semua roda gigi berhubungan
dengan roda gigi yang lain; salah satu kasusnya adalah pasangan roda gigi dan
pinion yang bersumber dari atau menghasilkan gaya translasi, bukan gaya rotasi.
Transmisi roda
gigi analog dengan transmisi sabuk dan puli. Keuntungan transmisi roda gigi terhadap sabuk dan puli
adalah keberadaan gigi yang mampu mencegah slip, dan daya
yang ditransmisikan lebih besar. Namun, roda gigi tidak bisa mentransmisikan
daya sejauh yang bisa dilakukan sistem transmisi roda dan puli kecuali ada banyak
roda gigi yang terlibat di dalamnya.
Ketika dua
roda gigi dengan jumlah gigi yang tidak sama dikombinasikan, keuntungan mekanis
bisa didapatkan, baik itu kecepatan putar maupun torsi, yang bisa dihitung
dengan persamaan yang sederhana. Roda gigi dengan jumlah gigi yang lebih besar
berperan dalam mengurangi kecepatan putar namun meningkatkan torsi.
Rasio
kecepatan yang teliti berdasarkan jumlah giginya merupakan keistimewaan dari
roda gigi yang mengalahan mekanisme transmisi yang lain (misal sabuk dan puli). Mesin yang presisi seperti jam tangan mengambil banyak manfaat dari rasio
kecepatan putar yang tepat ini. Dalam kasus di mana sumber daya dan beban
berdekatan, roda gigi memiliki kelebihan karena mampu didesain dalam ukuran
kecil. Kekurangan dari roda gigi adalah biaya pembuatannya yang lebih mahal dan
dibutuhkan pelumasan yang
menjadikan biaya operasi lebih tinggi.
Tujuan :
a. Bagaimana
cara kerja sistem roda gigi lurus
b. Berapa
besarnya KMt, Kmn, dan PK.
c. Berapa
Efisiensi pada percobaan
d. Apa
sifat dan karakteristik system roda gigi lurus
Sebuah pemindah daya
menggunakan system roda gigi poros 1 berputar dengan n1 menggerakakn poros 2
yang akan berputar dengan n2. Untuk memindahkan daya mesin, digunakan roda gigi
1 yang berjumlah gigi z1 dan berdiameter D1 akan menggeraknakn roda gigi 2 yang
berjumlah z2 gigi dan berdiameter D2.agar sepasang roda gigi bekerja dengan
baik, tentunya kecepatan keliling harus sama (V1 = V2).
Hubungan keliling dengan banyaknya
putaran adalah
,
sehingga:
V1 = V2
D1.n1 =
D2.n2
Cara kerja alat :
Bila tromol
yang dipasang pada roda gigi 1 diputar oleh gaya P, maka tromol yang dipasang
pada roda gigi 2 akan berputar juga. Hal ini menyebabkan tali tromol tergulung
dan beban yang dipasang pada tali tersebut naik.
Keuntungan Mekanik
KM teoritis =
,
besarnya sama dengan PK. Menentukan KMt berdasarkan prinsip kesetimbangan
energy :
Usaha
beban = Usaha angkat , (efisiensi = 1)
B . hB = P . hP
Bila poros 1 berputar 1x, maka poros 2 berputar sebanyak
kali, karena tromol 1 dan tromol 2 ukurannya
sama, maka tak ada pengaruhnya terhadap perbandingan kecepatan. Bila P bergerak
sejauh hP, maka beban B telah naik setinggi
.hP.
P
. hP = B .
à
=
Sehingga Keuntungan Mekanik teoritisnya (KMt) =
Sedangkan keuntungan mekanik nyata dapat diperoleh dari hasil
percobaan (KMn) =
.
Perbandingan
kecepatan (PK)
PK =
=
=
Efisiensi
ή =
=
=
,
harganya < 1.
4.3.
Alat
dan langkah percobaan
2.
Alat Percobaan
a. Perangkat
percobaan roda gigi lurus.
b. Timbangan.
c. Jangka
sorong.
3.
Langkah Percobaan
a. Pastikan
tali terpasang dengan benar.
b. Ambil
pemberat sebagai beban B.
c. Pada
P berilah pemberat juga sehingga ada tanda-tanda tromol berputar tepat saat
beban B akan mulai bergerak naik. Timbang massa P dan massa B lalu catat.
d. Percobaan
1 selesai.
e. Lakukan
percobaan dengan B yang berbeda.
f. Timbang
dengan benar dan catatlah data B dan P jangan sampai tertukar.
g. Hitung
jumlah gigi pada setiap roda gigi.
h. Selesai.
4.4.
Data
pengamatan dan pembahasan
|
Percobaan ke
|
B(kg)
|
P(kg)
|
|
1
|
0,367
|
0,271
|
|
2
|
0,283
|
0,250
|
|
3
|
0,250
|
0,218
|
|
4
|
0,270
|
0,2175
|
|
5
|
0,2755
|
0,216
|
|
6
|
0,473
|
0,314
|
|
7
|
0,448
|
0,2525
|
|
8
|
0,416
|
0,199
|
|
9
|
0,737
|
0,449
|
|
10
|
0,415
|
0,2495
|
|
11
|
0,453
|
0,2955
|
|
12
|
0,1705
|
0,163
|
|
13
|
0,196
|
0,186
|
|
14
|
0,530
|
0,347
|
|
15
|
0,198
|
0,173
|
|
16
|
0,7215
|
0,348
|
|
17
|
0,468
|
0,330
|
|
18
|
0,3485
|
0,299
|
|
19
|
0,681
|
0,473
|
|
20
|
0,3475
|
0,280
|
|
Percobaan ke
|
KMt
|
KMn=
|
ή=
|
|
1
|
|
1,354243542
|
0,54169742
|
|
2
|
|
1,132
|
0,4528
|
|
3
|
|
1,146788991
|
0,4587156
|
|
4
|
|
1,24137931
|
0,49655172
|
|
5
|
|
1,275462963
|
0,51018519
|
|
6
|
|
1,506369427
|
0,60254777
|
|
7
|
2,5
|
1,774257426
|
0,70970297
|
|
8
|
|
2,090452261
|
0,8361809
|
|
9
|
|
1,64142539
|
0,65657016
|
|
10
|
|
1,663326653
|
0,66533066
|
|
11
|
|
1,532994924
|
0,61319797
|
|
12
|
|
1,04601227
|
0,41840491
|
|
13
|
|
1,053763441
|
0,42150538
|
|
14
|
|
1,527377522
|
0,61095101
|
|
15
|
|
1,144508671
|
0,45780347
|
|
16
|
|
2,073275862
|
0,82931034
|
|
17
|
|
1,418181818
|
0,56727273
|
|
18
|
|
1,165551839
|
0,46622074
|
|
19
|
|
1,4397463
|
0,57589852
|
|
20
|
|
1,241071429
|
0,49642857
|
harga rata-rata ή=11,387276/20=0,569364
4.5.
Pembahasan
Roda gigi lurus adalah pesawat
sederhana yang ertujuan untuk memindahkan daya mesin dengan memanfaatkan gerak
rotasi dua roda gigi yang bersinggungan
Roda
gigi z1=30 berputar dan akan menggerakakn roda gigi 2 dengan z2=75. Beban (B)
digantung dengan tali pada poros roda ggi 2 sedangkan penarik (Pn) digantung
pada poros roda gigi 1. Dikarenakan z1<z2, maka ketika Pn bergerak memutar
roda gigi 1 berputar lebih cepat di bandingkan roda gigi 2 sehingga beban
(B) terangkat ke atas dengan variasi
besar beban (B) dan penarik (Pn) , berikut data yang kami peroleh:
·
KMt= Z1/Z2=75/35=2,5
·
KMn=
=1,354243542 ; 1,132;
1,146788991 dan seterusnya
·
Rata-rata ή= Σ ή /20=11,387276/20=0,569364
·
PK=KMt=2,5
Pada
system roda gigi ini keberadaan gigi-giginya berperan mencegah terjadinya slip
sehingga mampu memberikan keuntungan transmisi. Selain itu rasio kecepatan yang
teliti berdasarkan jumlah gigi(Z1danZ2) juga merupakan salah satu karasteristik
system ini. Rasio kecepatan putaran yang tepat ini di manfaatkan pada jam
tangan yang termasuk mesin presisi. Selain pada jam tangan, roda gigi lurus
juga digunakan pada gear box pada mesin.
Pada data kami mendapatkan selisih
KMt-KMn cukup besar. Hal ini dapat di sebabkan karena keadaan roda gigi yang
kurang baik, misalnya poros mulai mengendor, pelumasan yang kurang dan
ketelitiinan kami melakukan percobaan serta perhitunganya, gesekan tali dengan
poros tempat tali berada juga mempengaruhi
4.6.
Kesimpulan
D.
Roda gigi lurus dapat mentranmisikan
daya dengan memanfaatkan gerak rotasi kedua roda gigi yang menghasilkan
kecepatan
E.
Kombinasi dua roda gigi yang memiliki
jumlah gigi yang berbeda (Z1<Z2) menghasilkan keuntungan yang mekanis
F.
Keuntungan mekanis teoritis dan nyata
memiliki perbedaan atau selisih yang cukup besar. Ini disebabkan karena adanya
energy yang terbuang dalam proses tersebut
G.
System ini cocok untuk mesin-mesin
presisi seperti jam tangan, gear box dan lain-lain
Komentar
Posting Komentar