LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA SEMESTER 1 PENDIDIKAN TEKNIK MESIN UNY
KESETIMBANGAN
PARTIKEL
PENDAHULUAN
Latar belakang
Kesetimbangan adalah suatu kondisi benda dengan resultan
gaya dan resultan momen gaya sama dengan no. Kesetimbangan benda sangat penting
untuk dipelajari karena banyak sekali kegunaannya, antara lain dalam bidang
teknik, bidang olahraga dan terkadang juga bidang medis.
Keseimbangan merupakan konsep yang sangat erat kaitannya
dengan kenyamanan hidup manusia. Dalam tubuh manusia saja konsep keseimbangan
itu ada. Manusia bisa berjalan dengan baik salah satunya karena adanya konsep
keseimbangan.
Kesetimbangan
biasa terjadi pada:
o Benda yang diam (statik)
Contoh:
semua bangunan gedung, jembatan, pelabuhan dan lain-lain.
o Benda yang bergerak lurus beraturan
(dinamik)
Contoh:
gerak meteor diruang hampa, gerak kereta api diluar kota, elektron mengelilingi
inti anom, bumi mengelilingi matahari, dan lain-lain.
Dengan adanya praktikum ini diharapkan mampu menentukan
gaya-gaya yang bekerja pada titik kesetimbangan secara tepat.
Kesetimbangan benda sangat penting untuk dipelajari karena
banyak sekali kegunaannya, antara lain dibidang teknik, bidang olahraga dan
terkadang juga dalam bidang medis. Kesetimbangan pada sebuah
partikel dapat dianggap sebagai suatu kesetimbangan pada suatu titik. Partikel
dianggap sebagai satu benda yang dapat diabaikan massanya atau dianggap bekerja
pada titik tersebut.
Partikel adalah benda yang ukurannya dapat diabaikan
sehingga dapat digambarkan sebagai suatu titik materi. Akibatnya, jika gaya
bekerja pada partikel, titik tangkap gaya berada tepat pada partikel-partikel
tersebut. Oleh karena itu, partikel hanya mengalami gerak translasi dan tidak
mengalami gerak rotaso.
Suatu partikel dikatakan dalam keadaan setimbang apabila
resultan gaya yang berkerja pada partikel sama dengan nol.
Apabila partikel pada bidang xy, maka syarat kesetmbangan
adalah resultan gaya pada komponen sumbu x dan sumbu y sama dengan nol.
Berdasarkan hukum I Newton, jika resultan gaya yang bekerja
pada benda sama dengan nol, maka percepatan benda menjadi no. Artinya bahwa
partikel dalam keadaan diam atau bergerak dengan kecepatan tetap. Apabila
partikel dalam keadaan diam disebut mengalami kesetimbangan statis, sedangkan
jika bergerak dengan kecepatan tetap disebut kesetimbangan dinamis.
Berdasarkan kedudukan titik beratnya, keseimbangan benda
ketika dalam keadaan diam (keseimbangan statis) dikelompokkan menjadi tiga:
o Keseimbangan stabil
Yaitu
keseimbangan yang dialami benda dimana apabila dipengaruhi oleh gaya atau
gangguan kecil benda tersebut akan segera keposisi keseimbangan semula.
o Keseimbangan labil
Yaitu
keseimbangan benda yang apabila diberi sedikit gangguan benda tersebut tidak
bisa kembali keposisi keseimbangan semula.
o Keseimbangan indeferen atau netral
Yaitu
keseimbangan yang dialami benda yang apabila diberikan sedikit gangguan benda
tersebut tidak mengalami perubahan titik berat benda.
Suatu benda tegar berada dalam keadaan seimbang jika pas
diletakkan dititik beratnya. Titik berat adalah titik dimana benda akan berada
dalam keseimbangan rotasi (tidak mengalami rotasi). Pada saat benda tegar
mengalami gerak translasi dan rotasi sekaligus maka pada saat itu titik berat
akan bertindak sebagai sumbu rotasi dan lintasan gerak dari titik berat ini
menggambarkan lintasan gerak translasinya.
Tujuan :
Adapun tujuan dari percobaan kesetimbangan partikel
ini adalah sebagai berikut :
a.
dapat
menguraikan gaya pada sumbu x dan sunbu y
b.
dapat menghitung besarnya resultan gaya secara
perhitungan.
c.
dapat menghitung besarnya resultan gaya secara
polygon daya. Mahasiswa memahami prinsip kesetimbangan partikel.
Dasar
teori:

Bila setiap gaya diuraikan pada sumbu x dan sumbu y diperoleh
Fx = F Cos θ dan Fy
= F Sin θ
Sehingga jumlah gaya atau resultan gaya
yang bekerja ialah

Dalam
keadaan setimbang, besarnya R = 0.
Alat
dan langkah percobaan
Alat
:
d. Perangkat
percobaan kesetimbangan benda-partikel
e. Timbangan
f. Spidol
Langkah
percobaan
g. Patikan
pemasangan benang pada puli dan kertas milimeter atau kertas pembantu telah
terpasang dengan benar.
h. Berikan
beban pada masing-masing ujung tali sedemikian sebagai F1, F2,
F3, dan F4 sehingga titik pusat cincin terletak pada
perpotongan sumbu x dan sumbu y di kertas milimeter atau kertas pembantu.
i.
Berilah titik pada tengah cincin tepatkan
pada perpotongan sumbu.
j.
Buatlah sebuat titik pada kertas
milimeter yang dilewati masing-masing benang.
k. Tentukan
koordinat titik titik tersebut.
l.
Lepaskan beban dan timbanglah.
Data pengamatan dan
pengolahan data
Percobaan ke
|
Massa (kg)
|
Gaya (N)=mxg
|
θ=Atan y/x
|
X (cm)
|
Y (cm)
|
Fy=F1y+F2y+F3y+F4y+F5y
|
Fx=F1x+F2x+F3x+F4x+F5x
|
R=
![]() |
|
0,1
|
0,98
|
48,96
|
47
|
54
|
1,98
|
1,6492
|
114,02
|
1
|
0,05
|
0,49
|
53,93
|
75
|
-103
|
|
|
|
|
0,07
|
0,69
|
65,93
|
-46
|
-103
|
|
|
|
|
0,05
|
0,49
|
27,18
|
-74
|
38
|
|
|
|
2
|
0,05
|
0,49
|
54,03
|
37
|
51
|
2,56
|
2,549
|
29,01
|
|
0,15
|
1,47
|
45,49
|
48
|
-49
|
|
|
|
|
0,05
|
0,49
|
36,02
|
-33
|
-24
|
|
|
|
|
0,12
|
1,18
|
45
|
-51
|
51
|
|
|
|
3
|
0,15
|
1,47
|
36,38
|
57
|
42
|
3,338
|
3,108
|
115,85
|
|
0,05
|
0,49
|
48,9
|
41
|
-47
|
|
|
|
|
0,15
|
1,47
|
57,13
|
-42
|
-65
|
|
|
|
|
0,12
|
1,18
|
46,97
|
-42
|
-45
|
|
|
|
4
|
0,15
|
1,47
|
45
|
61
|
61
|
3,693
|
3,209
|
112,09
|
|
0,1
|
0,98
|
24,59
|
59
|
-27
|
|
|
|
|
0,07
|
0,69
|
40,06
|
-44
|
-37
|
|
|
|
|
0,2
|
1,96
|
67,48
|
-46
|
111
|
|
|
|
5
|
0,1
|
0,98
|
48,94
|
54
|
62
|
3,168
|
2,76
|
74,95
|
|
0,09
|
0,88
|
29,64
|
65
|
-37
|
|
|
|
|
0,1
|
0,98
|
43,39
|
-36
|
-34
|
|
|
|
|
0,15
|
1,47
|
64,17
|
-30
|
62
|
|
|
|
Pembahasan
Resultan
gaya tidak Nol.
Pada mulanya kesetimbangan titik
berada di tengah bidang pengamatan yang mana saat itu tidak ada pemberian
pemberat/gaya pada masing-masing ujung tali sehingga resultan gaya dianggap nol
dengan posisi titik seimbang 4 tali ditengah bidang.
Setelah diberi pemberat yang berbeda
nilainya pada setiap ujung tali, terjadi perpindahan posisi titik seimbang.
Perpindahan posisi dari titik semula (O) ke posisi akhir dinyatakan dalam (R)
melalui perhitungan yang sudah dilakukan besar nilai (R) dapat ditemukan
melalui jarak antara posisi awal dan posisi akhir titik seimbang (ini mengacu
pada metode polygon) dan penjumlahan gaya-gaya yang bekerja pada sistem ini.
Dalam perhitungan resultan
menggunakan penjumlahan gaya-gaya yang bekerja tidak ditemukan besarnya
resultan =0. Hal ini dikarenakan besarnya gaya yang diberikan pada setiap ujung
tali berbeda-beda. Pemberian besar gaya yang berbeda ini menyebabkan
perpindahan titik setimbang tali dari posisi awal ke posisi akhir yang membuktikan
bahwa terjadi resultan gaya. Apa bila gaya yang diberikan pada setiap ujung
tali sama besar, maka akan didapatkan besarnya resultan =0 yang dibuktikan
tidak terjadinya perpindahan titik setimbang tali.
e.
Kelemahan percobaan
1.
kelemahan pada perangkat percobaan
a) Perangkat
percobaan menggunakan katrol pada ujung tali pemberat, sehingga saat pemberian
gaya pada ujung tali akan mengalami gaya gesek antara tali dan katrol yang
mengakibatkan terjadi perubahan nilai gaya dari yang tercantum
b) Pengukuran
perpindahan titik tengah dari posisi awal ke posisi akhir sulit untuk dilakukan
seakurat mungkin saat dilakukan secara manual.
2.
kelemahan dalam pembahasan.
Penarikan garis tegak
lurus pada titk akhir terkadang banyak menimbulkan kekeliruan pada perhitungan.
Kesimpulan
Berdasarkan data yang
kami peroleh dapat dikatakan bahwa gayaF dapat diuraikan dalam F cos
θ untuk sumbu x dan F sin θ untuk sumbu y. agar dapat menggunakan syarat-syarat
kesetimbangan untuk menghitung gaya yang belum diketahui, maka kita amati dulu
partikel yang ada dalam keadaan setimbang dimana gaya yang akan di hitung. Jadi
untuk memperoleh kesetimbangan benda dapat digunakan ∑Fx =0 dan ∑Fy=0 dan menghitung betul prosedur yang
baik dan benar
Komentar
Posting Komentar