Senin, 28 Februari 2011

Fisika

Menurut anda bagaimana warna yang baik
digunakan sebagai reflektor dan absorber,
bagaimana aplikasinya ?
2. Karena semua benda memancarkan energi
kelingkungan sekitarnya, mengapa suhu
benda tidak turun terus ?
3. Apa yang membedakan sebuah benda disebut
absorber atau emiter ?
4. Mana yang lebih cepat panas cangkir hitam
berisi air dingin atau cangkir warna perak berisi
air dingin ?
5. Jika sebuah penyerap energi radiasi yang baik
merupakan sebuah pemancar yang buruk,
bagaimana suhu keduanya dibandingkan
dengan suhu disekelilingnya ?
6. Jika kita menyalakan tungku pemanas dipagi
hari yang dingin (T = 20oC), mengapa kita
tetap merasakan dingin?

Senin, 21 Februari 2011

Praktikum

15
Mekanika
Metode pengukuran
Pengukuran dimensi
Pengukuran Dimensi
Benda
Prinsip Dasar
Mengukur panjang (jarak) merupakan salah satu
kesulitan paling tertua dalam melakukan pengukuran.
Untuk itu, metode sederhana dalam mengukur
panjang sudah dipahami, untuk ukuran kecil biasa
digunakan jangka sorong. Pada jangka sorong
terdapat ukuran dalam skala milimeter dimana pisau
ukur pertama berada. Ukuran ini secara bersamaan
digunakan untuk pengukuran pisau ukur kedua. Tanda
nol pada alat ukur berhimpit dengan tanda nol pada
ukuran jika kedua pisau berhimpit.
Gbr. 1. Bagian dari jangka sorong (a) pisau ukur bagian
dalam, (b) pisau ukur bagian luar, (c) slide dengan vernier
(d) skala milimeter dan (e) pisau ukur kedalaman
Pisau ukur panjang digunakan untuk mengukur
dimensi luar, sedangkan pisau ukur kecil digunakan
untuk mengukur dimensi dalam dan pengukuran
kedalaman (Gbr 1).
Gbr. 2. Bagian-bagian dari mikrometer (a) batang pengukur
diam (b) batang pengukur bergerak (c) silinder dengan
skala kasar (d) pemutar dengan skala halus (e) sekrup
pengunci (f) busur mikrometer
Sedangkan ketebalan diukur dengan menggunakan
mikrometer. Mikrometer berbentuk busur dengan
batang ukur diam pada sisi kanan dan batang ukur
bergerak di sebelah kiri seperti terlihat pada Gbr 2.
Skala yang tertera menunjukan jarak antara dua pisau
ukur dengan kenaikan 0,5 mm. Jika pemutar diputar
satu putaran penuh maka pisau ukur sebelah kanan
akan bergerak setengah milimeter.
MM 00
Tujuan Percobaan
Mempelajari cara pemakaian jangka sorong
dan mikrometer
Mengukur panjang, lebar, tinggi dan diameter
beberapa benda ukur
Mempelajari cara pengolahan data
menggunakan analisa kesalahan
16
Gbr 3. Penunjukan jarak s pada skala kasar (c) dan skala
halus (d) s = 0,5 mm + 0,150 mm = 0,650 mm
Pada mikrometer, benda uji diletakan di antara
batang pengukur, kemudian batang bergerak
didekatkan ke benda uji dengan memutar sekrup.
Pembacaan penuh dan setengah millimeter dapat
dibaca pada skala dan nilai perseratus millimeter
dibaca pada skala vernier. Jika skala vernier tidak
menutupi setengah millimeter, ini harus ditambahkan
pada perseratusan millimeter
Prosedur Percobaan
A. Pengukuran benda berbentuk silinder
1. Ukurlah tinggi silinder dengan penggaris
sebanyak 1 kali !
2. Ukurlah diameter silinder dengan jangka
sorong, minimum sebanyak 8 kali !
B. Pengukuran kawat
1. Ukurlah panjang kawat dengan menggunakan
penggaris sebanyak 1 kali, gunakan benang
sebagai alat bantu untuk mengukur panjang
kawat bila kawat yang digunakan tidak lurus
sempurna !
2. Ukurlah diameter kawat menggunakan
mikrometer, minimum sebanyak 8 kali !
C. Pengukuran balok
1. Ukurlah panjang balok menggunakan
penggaris sebanyak 1 kali !
2. Ukurlah lebar dan tinggi balok dengan jangka
sorong sebanyak minimum 8 kali !
D. Pengukuran pelat besi
1. Ukurlah panjang pelat dengan menggunakan
penggaris sebanyak 1 kali !
2. Ukurlah lebar pelat menggunakan jangka
sorong dan tinggi pelat menggunakan
mikrometer, masing-masing minimum
sebanyak 8 kali !
Catatan : Pengulangan pengukuran dilakukan di
beberapa tempat yang bebeda untuk mendapatkan
pengukuran yang berbeda.
Pertanyaan
1. Berapakah skala terkecil dari alat ukur jangka
sorong, mikrometer dan penggaris ?
2. Sebutkan jenis-jenis kesalahan yang dapat
terjadi bila melakukan suatu pengukuran serta
beri contohnya !
3. Mengapa dalam eksperimen, pengukuran
harus diulangi beberapa kali ?
4. Bagaimana cara mendapatkan variasi data
yang berbeda dalam mengukur dimensi suatu
benda ?
5. Sebuah papan persegi panjang memiliki
panjang (21,3 0,2) cm dan lebar (9,80 0,1)
cm. Hitunglah luas papan dan
ketidakpastiannya dalam perhitungan luas ?
6. Berapa jumlah angka penting pada nilai
terukur ini (a) 23 cm (b) 3,589 s (c) 4,67 103
m/s (d) 0,0032 m ?
7. Buatlah perkiraan bagan data pengamatan
untuk percobaan ini !
Pengolahan Data dan Evaluasi
1. Hitunglah nilai pengukuran dan ketidakpastiannya
untuk pengukuran dimensi benda
uji yang dilakukan, perhatikan penulisan
angka penting !
2. Hitung volume benda uji dan ketidakpastiannya
menggunakan perambatan kesalahan
berdasarkan teori analisa kesalahan,
dan perhatikan penulisan angka penting !
3. Buatlah analisis dan beri kesimpulan dari
percobaan ini !
Peralatan
1 Jangka sorong
1 Mikrometer
1 Penggaris
1 Benda uji berbentuk silinder
1 Kawat
1 Benda uji bentuk balok
1 Benda uji bentuk pelat besi
Benang tebal
17
Mekanika
Benda tegar
Pusat massa dan momen inersia
Titik Pusat Massa
dan Momen Inersia
Benda Tegar
Prinsip Dasar
Pengamatan pada gerak sebuah benda
memperlihatkan meskipun benda tersebut berotasi
atau bergerak relatif satu dengan yang lain, terdapat
satu titik yang bergerak dalam lintasan yang sama
dengan yang dilewati pertikel jika mendapat gaya yang
sama. Titik ini disebut pusat massa (PM).
Gbr.1. Pusat gravitasi suatu benda tegar
Pusat massa sistem dinyatakan dengan
= [m] (1)
Konsep yang sama dengan pusat massa adalah pusat
gravitasi. Pusat gravitasi (PG) sebuah benda adalah
titik dimana gaya gravitasi dianggap bekerja. Jika
sebuah benda digantungkan dari titik mana saja,
benda akan berayun (Gbr. 1) kecuali jika ditempatkan
sedemikian rupa sehingga PG berada pada garis
vertikal persis dibawah titik dimana benda tersebut
digantungkan. PG akan berada pada perpotongan dua
garis.
Benda tegar dengan bentuk sembarang digantungkan
pada suatu poros yang tetap di O (Gbr. 2). Jika benda
diberi simpangan kecil kemudian dilepas, akan
berayun dengan perioda T.
= 2 ℓ [s] (2)
Dengan I adalah momen inersia [m2g] , m massa
benda [g], g percepatan gravitasi [m/s2], dan ℓ jarak
dari sumbu putar ke pusat massa benda [m].
Momen inersia menurut teorema sumbu sejajar adalah
= + ℓ [m2g] (3)
Dengan adalah momen inersia terhadap sumbu
putar melalui pusat massa
MM 01
Tujuan Percobaan
Mencari titik pusat massa benda dengan
metode langsung dan tak langsung.
Menghitung momen inersia benda tegar
dengan metode ayunan dan matematis.
18
Gbr. 2. Mengukur momen inersia dengan teorema sumbu
sejajar
Momen Inersia sebuah benda tegar berbentuk
trapesium (Gbr. 3) dengan lubang adalah
= + − + ℓ + ℓ − ℓ (4)
Gbr 3. Trapesium berlubang dengan massa masing-masing
bujur sangkar, segitiga dan lingkaran adalah
=
( ) , = ( )
( ) , =
( )
Prosedur Percobaan
A. Mencari letak pusat massa benda tegar
A.1. Metode tidak langsung
1. Letakkan benda tegar pada salah satu
poros (A) pada statif dinding, gantungkan
benang dengan pemberat pada poros
tersebut !
2. Tarik garis vertikal yang dibentuk oleh
benang dengan pemberat dari poros
tersebut !
3. Ulangi untuk poros yang berbeda (B/C/D).
Titik potong garis-garis yang terbentuk dari
poros-poros tersebut merupakan titik pusat
massa dari benda !
4. Koordinat pusat massa ditentukan dengan
cara mengambil salah satu titik poros
sebagai titik acuan (0,0) !
5. Ulangi untuk benda tegar yang lain !
A.2. Metode langsung
1. Ukurlah panjang ke empat sisi trapesium !
2. Tentukan titik potong garis berat benda
tersebut, kemudian tentukan koordinatnya
ditinjau dari titik asal yang telah ditentukan
sebelumnya. Ini merupakan pusat massa
benda !
Catatan : Untuk benda tersusun dari bendabenda
lainya (mis : trapesium), maka pusat
massa merupakan penjumlahan dari pusat
massa benda-benda penyusunnya.
B. Mencari momen kelembaman
B.1. Motode ayunan
1. Gantungkan benda tegar pada salah satu
poros (A) !
2. Beri simpangan kecil lalu lepaskan !
3. Catatlah waktu yang diberikan untuk 20
ayunan !
4. Ulangi langkah di atas untuk keempat poros
benda !
B.2. Metode matematis
Gunakan persamaan momen inersia yang
sesuai dengan bentuk benda !
Pertanyaan
1. Buktikan persamaan (2) dan (4) !
2. Carilah momen inersia untuk benda tegar
berbentuk segi empat, lingkaran dan segitiga
sama sisi !
Peralatan
1 Statip dinding
1 Penggaris 100 cm
1 Benang tebal dan pemberat
1 Stopwatch
1 Timbangan
2 Benda uji
a
b
c
PM3 d
PM1
PM2
ℓ PM
3

1

2
A
B
C
D

19
3. Apabila kita diberi selembar papan kayu
dengan bentuk tak beraturan, martil, paku dan
pendulum. Bagaimana menggunakan alat-alat
tersebut untuk menentukan pusat massa dari
papan tersebut !
4. Dimana letak pusat massa dari bola sepak dan
dimana pusat gravitasinya ?
5. Apa yang dimaksud dengan kesetimbangan
mekanik ?
6. Uji apa yang dapat dilakukan untuk
menentukan sebuah benda yang sedang
bergerak berada dikatakan berada dalam
kesetimbangan ?
7. Buatlah perkiraan bagan data pengamatan !
Pengolahan Data dan Evaluasi
1. Hitunglah pusat massa benda dengan
menggunakan metode langsung dan tidak
langsung !
2. Bandingkan hasil pengukuran pusat massa
benda dengan kedua metode tersebut !
3. Hitunglah momen inersia benda dengan
menggunakan metode ayunan dan secara
matematis !
4. Bandingkan hasil perhitungan momen inersia
benda dengan kedua metode tersebut !
5. Dari hasil yang diperoleh, metode mana yang
paling tepat digunakan dalam mencari pusat
massa dan momen inersia dari benda uji !
6. Analisa dan beri kesimpulan dari percobaan
ini!
20
Mekanika
Gerak translasi benda titik
Jatuh bebas
Gerak Jatuh Bebas
Prinsip Dasar
Gbr.1. Susunan peralatan gerak jatuh bebas
Percepatan gravitasi adalah percepatan yang dialami
sebuah benda dalam pengaruh medan gravitasi.
Contoh sehari-hari keberadaan percepatan gravitasi
adalah sebuah benda akan jatuh bila dibiarkan tanpa
penyangga karena benda tersebut akan mendapatkan
percepatan gravitasi yang berasal dari medan gravitasi
bumi, peristiwa semacam ini disebut gerak jatuh bebas
Jika sebuah benda jatuh dari ketinggian h dalam
pengaruh medan gravitasi bumi, maka benda tersebut
akan mengalami percepatan gravitasi sebesar g yang
konstan.
Gerak jatuh bebas ini merupakan gerak dipercepat
beraturan. Jika benda jatuh pada saat awal t0 = 0
dengan kecepatan awal v0 = 0, maka kecepatan sesaat
benda v(t) dapat ditulis sebagai
( ) = [m/s] (1)
Dan setelah waktu t benda akan bergerak sejauh
= [m] (2)
Untuk mengamati gerak jatuh bebas, bola baja
dilekatkan pada sebuah magnet dinamis (alat
elektromagnetik yang berfungsi sebagai magnet
apabila diberi tegangan listrik). Pada saat tegangan
elektromagnetik dihilangkan, bola dengan massa m,
akan jatuh dengan percepatan konstan karena gaya
gravitasi atau gaya berat sebesar :
= [N] (3)
Dengan g adalah percepatan gravitas [m/s2] dan m
adalah massa bola [kg].
MM 02
Tujuan Percobaan
Mempelajari gerak jatuh bebas
Menghitung percepatan gravitasi dengan
metode gerak jatuh bebas
21
Pada percobaan ini, waktu pengukuran secara
elektronik dimulai saat bola dilepaskan. Setelah
melewati jarak jatuh h, bola jatuh pada pelat kontak
dan waktu pengukuran akan berhenti. Pengukuran
dilakukan dengan variasi ketinggian. Gesekan udara
dapat diabaikan selama benda jatuh dan kecepatan
akhir benda tidak terlalu besar
Prosedur Percobaan
1. Periksa susunan alat percobaan, pastikan
semua kontak terhubung dengan baik !
2. Atur pencacah waktu dalam satuan millisecond
dan reset alat penghitung waktu ini pada
kedudukan nol !
3. Atur ketinggian plat kontak pada jarak 20 cm
dari atas meja dan pastikan plat kontak tepat di
bawah jalur jatuhnya bola !
4. Pilih nilai minimum pada dari sumber tegangan
(3 V DC) !
5. Pastikan letak magnet penahan pada
ketinggian maksimum dan gantungkan bola
baja pada magnet penahan !
6. Ketinggian benda (h) adalah jarak antara bola
baja dan plat kontak (saat posisi tertutup). Atur
ketinggian sebesar 80 cm dengan bantuan
mistar tegak !
7. Tekan tombol morse sesaat dengan kuat !
8. Catat waktu tempuh benda jatuh (t) yang
terbaca pada pencacah waktu dan reset
kembali pencacah waktu pada posisi nol !
9. Gantungkan kembali bola baja dan ulangi
langkah no. 7 sebanyak 7 kali untuk
kertinggian yang sama !
10. Ulangi percobaan dengan variasi ketinggian,
dengan cara menggeser kedudukan pelat
kontak sebesar 5 cm sehingga mendapatkan 7
kali variasi ketinggian !
11. Ulangi langkah 3 s/d 8 untuk besar tegangan
sumber tegangan sebesar 9 V !
Pertanyaan
1. Apakah yang dimaksud dengan jatuh bebas?
2. Pada gerak jatuh bebas, mengapa benda yang
lebih berat dipercepat lebih besar dibanding
benda yang lebih ringan ?
3. Apabila berbandingan jari-jari dengan diameter
pada sebuah lingkaran adalah , berapakah
perbandingan antara gaya dan massa pada
benda jatuh bebas ?
4. Bagaimana mencari hubungan garis lurus
(linear) antara h dan t pada gerak jatuh bebas?
5. Dari hubungan ini, besaran apa saja yang
diperoleh? Bagaimana?
6. Apa saja yang akan terjadi bila massa bola
baja lebih besar ?
7. Buatlah perkiraan bagan data pengamatan !
Pengolahan Data dan Evaluasi
1. Buat grafik ketinggian terhadap waktu jatuh (h
vs t) !
2. Buat grafik ketinggian terhadap kuadrat waktu
(h vs. t2) !
3. Analisa kedua grafik, tentukan grafik mana
yang digunakan untuk mencari percepatan
gravitasi dan hitung percepatan gravitasi
dengan mencari kemiringan grafik tersebut !
4. Bandingkan hasil pengukuran percepatan
gravitasi terhadap perbedaan tegangan !
5. Analisa dan beri kesimpulan dari hasil
percobaan ini !
Peralatan
1 Bola baja
1 Pencacah waktu dijital (digital counter)
1 Pelat kontak
1 Magnet penahan
1 Kaki statif besar model V
1 Sumber tegangan 3, 6, 9, 12 Vac/dc , 3 A
1 Tombol morse
6 Kabel kontak panjang 200 cm
1 Mistar tegak 1 m
22
Mekanika
Fluida
Gaya apung
Massa Jenis Zat Cair
Prinsip Dasar
Gbr. 1 Pengukuran densitas cairan dengan menggunakan
Neraca Mohr
Benda yang dicelupkan ke dalam cairan akan
mendapat gaya tekan ke atas. Gaya ke atas yang
diberikan oleh cairan pada semua benda yang
dicelupkan disebut sebagai gaya apung (bouyant
force). Besar gaya ini sama dengan volume zat cair
yang dipindahkan oleh benda tersebut
= [N] (1)
dengan F adalah gaya tekan keatas [N],  (kerapatan
zat cair) [g/cm3], g (percepatan gravitasi) [m/s2] dan V
volume benda yang dipindahkan [cm3]
Massa jenis zat cair diukur dengan metode pencelupan
menggunakan neraca torsi (neraca Mohr). Pengukuran
dilakukan pada sepuluh titik ukur pada lengan neraca
dimana beban diletakkan untuk menyeimbangkan gaya
apung seperti terlihat pada Gbr. 1.
Apabila Neraca Mohr dalam keadaan setimbang,
seperti terlihat pada Gbr.1, maka berlaku
Σ = 0 Σ = 0 (2)
Dengan F adalah gaya yang bekerja pada lengan
neraca dan  adalah momen gaya terhadap suatu titik
pada lengan neraca [Nm].
MM 03
Tujuan Percobaan
Mempelajari cara pengukuran massa jenis zat
cair dengan prinsip Archimedes
Mengukur massa jenis beberapa cairan
x1
x2
m1g m2g
23
Prosedur Percobaan
A. Menentukan volume cairan yang dipindahkan
1. Siapkan neraca, beri silinder beban di ujung
lengan neraca. Seimbangan posisi penyangga
neraca dengan mengatur sekrup pada dasar
penyangga neraca serta kencangkan sekerup
samping agar neraca tidak berputar pada
penyangga !
2. Seimbangkan kedua lengan neraca dengan
memutar sekrup di ujung pemberat neraca.
Jangan mengatur sekrup kembali saat
percobaan telah dilakukan !
3. Siapkan gelas ukur berisi air bersih dan
celupkan beban di ujung lengan neraca ke
dalam gelas ukur! Gaya ke atas cairan akan
menyebabkan lengan neraca menjadi tidak
seimbang lagi.
4. Atur lengan neraca kembali horisontal dengan
cara memberikan beban-beban kecil pada
sebuah titik ukur pada lengan neraca !
5. Catat jarak L (lengan) dari sumbu penyangga
dan timbanglah beban yang digunakan !
6. Ulangi langkah di atas untuk mendapatkan
variasi beban dan jarak L sebanyak 8 kali !
B. Menentukan massa jenis cairan
1. Siapkan gelas ukur berisi larutan gliserin !
2. Ulangi langkah percobaan A dengan 8 kali
variasi data !
3. Gantilah dengan gelas ukur yang berisi larutan
pelumas dan lakukan prosedur yang sama !
Catatan : Ingat bersihkan silinder sebelum
dicelupkan ke dalam larutan yang berbeda dengan
tissue
Pertanyaan
1. Jelaskan tentang hukum Archimedes serta
berikan contoh-contoh pemakaian hukum
Archimedes !
2. Sebutkan cara menentukan massa jenis zat
berbentuk cair, padat dan gas !
3. Bagaimana cara menghitung volume zat cair
yang dipindahkan bila gelas ukur yang
digunakan pada percobaan ini tidak ada
penunjukan skala ?
4. Jika bejana bersisi 1 liter air dicelupkan
setengahnya ke dalam air berapa volume air
yang dipindahkan dan berapa besar gaya
angkat ke atas pada bejana !
5. Sebuah balok es dengan sisi-sisinya
berukuran 10 cm mengapung di air. 1 cm es
timbul dipermukaan air, berapa yang masih
timbul bila kita memotong 1 cm tersebut !
6. Buatlah bagan pengambilan data !
Pengolahan Data dan Evaluasi
1. Hitunglah volume silinder beban yang tercelup
dengan menggunakan data percobaan A, bila
dianggap massa jenis air air pada suhu kamar
sebesar 1 g/cm3 !
2. Hitunglah massa jenis zat glycerin dan minyak
pelumas berdasarkan perhitungan volume
silinder beban dari percobaan A !
3. Buatlah analisis dan beri kesimpulan dari
percobaan ini !
Peralatan
1 Neraca Mohr
3 Gelas ukur plastik 100 ml
1 Larutan glycerin
1 Larutan pelumas SAE
1 Silinder beban
Set beban
24
Mekanika
Statik
Gaya gesek
Koefisien Gesek
Prinsip Dasar
Saat benda yang bergerak di atas sebuah permukaan
maka akan mendapat hambatan terhadap geraknya,
yang disebabkan karena benda berinteraksi dengan
sekelilingnya. Hambatan itu disebut sebagai gaya
gesek. Gaya gesek sangat penting dalam kehidupan
sehari-hari. Gaya ini menyebabkan kita dapat berjalan
atau berlari dan penting pada putaran kendaraan
beroda.
Gbr. 1. Arah gaya pada saat benda bergerak
Sifat-sifat dari gesekan
1. Jika sebuah benda tidak bergerak, maka fs
dan F (kompenen F sejajar terhadap
permukaan) seimbang satu sama lain dimana
= − .
2. Besar gaya gesek maksimum , =
dengan 
s disebut sebagai koefisien gesek
statik yang merupakan besaran skalar. Arah
fs selalu berlawanan dengan F
3. Saat benda mulai meluncur, gaya gesek
akan turun hingga mencapai nilai fk dengan
besar = , dengan 
k disebut koefisien
gesek kinetik. Arah fk selalu berlawanan
dengan kecepatan v dari balok
Koefisien gesek S danK bergantung pada materi dari
permukaan kontak. Karena gaya gesek statik selalu
lebih besar dari gaya gesek kinetik, maka:
< (1)
Bila benda yang diam berada di atas sebuah bidang,
dan bidang tersebut dimiringkan perlahan-lahan
membentuk sudut  seperti terlihat pada Gbr. 2, maka
ketika benda tepat bergerak meluncur ke bawah akan
berlaku hubungan
= (2)
MM 04
Tujuan Percobaan
Mempelajari perbedaan antara gaya gesek
statik dan kinetik
Mencari koefisien gesek antara bidang dan
balok
Mempelajari faktor yang memperngaruhi besar
koefen gesek
F
N
Fgesek
25
Gbr. 2. Gaya gesek pada bidang miring
Bila dua buah benda yang dihubungan dengan seutas
tali melewati katrol seperti pada Gbr. 3, benda akan
tepat bergerak bila m2 > m1 dan memiliki hubungan
= (3)
Gbr. 3. Gaya gesek pada sistem dua massa terhubungan tali
dengan katrol
Bila sistem dua benda diatas terletak pada bidang
miring (Gbr. 4), maka percepatan dari gerak kedua
benda (bila m2 > m1) tersebut sebesar
= ( )
[m/s2] (4)
Gbr 4. Gaya gesek kinetik pada bidang miring
Prosedur Percobaan
A. Koefisien gesek statik pada bidang miring
1. Letakkan bidang miring di atas meja dengan
posisi mendatar ( = 0) !
2. Taruh balok kayu di atas bidang tersebut
(tanda tempat peletakan) !
3. Angkat bidang miring untuk memperbesar
sudut  perlahan-lahan hingga balok tepat
akan bergerak. Seperti pada Gbr. 2 ! Catatlah
harga tan  !
4. Ulangi beberapa kali (minimum 5 kali) untuk
mendapatkan variasi data !
5. Tambahkan beban di atas balok dan ulangi
percobaan di atas !
6. Ulangi percobaan yang sama untuk luas balok
yang berbeda !
7. Letakan selembar kertas di atas bidang miring,
dan ulangi langkah percobaan di atas !
B. Koefisien gesek statik sistem 2 benda
1. Timbang massa dari balok kayu (m1) dan
piringan (m2) !
2. Susunlah balok kayu dan piringan seperti
pada Gbr. 3 !
3. Berikan beban pada piringan hingga balok
kayu tepat akan bergerak. Timbanglah
penambahan beban (m2) pada piringan !
4. Tambahkan beban sebesar 10g di atas balok
kayu dan ulangi langkah di atas, lakukan
penambahan beban untuk setiap kenaikan 10g
sehingga diperoleh 5 variasi data !
5. Ulangi langkah 1 s/d 3 untuk permukaan balok
yang lain !
Peralatan
1 Peralatan bidang miring dengan katrol
2 Balok kayu
1 Silinder logam
1 Mistar
1 Tali/benang
1 Piring dan anak timbangan
1 Kertas morse
1 Penggetar (ticker timer)
1 Sumber tegangan AC (6 – 12 V)
1 Selembar kertas
m1g
m2g
m1g
m2g


mg
26
C. Koefisien gesek kinetik
1. Timbangan massa balok kayu m1 dan piringan
m2 !
2. Susunlah balok kayu dan piringan seperti pada
Gbr. 4, tentukan sudut bidang miring sebesar
tan = 0,25 !
3. Lekatkan salah satu ujung kertas morse pada
balok dan ujung yang lainnya melewati
vibrator!
4. Tambahkan beban sebesar 100g pada
piringan sehingga balok kayu bergerak dan
bersamaan nyalakan pengetar !
5. Amati titik-titik yang tertera pada kertas dan
ukur jarak s untuk 10 titik !
6. Ubah sudut  bidang miring dan ulangi
prosedur di atas !
Gbr. 5 Gerak silinder pada bidang miring
D. Silinder pada bidang miring
1. Atur posisi bidang miring sehingga membentuk
sudut tan  = 0,25 !
2. Lekatkan salah satu ujung kertas morse pada
silinder dan ujung yang lainya melewati
penggetar !
3. Lepaskan silinder dari puncak bidang miring,
amati titik yang tertera pada kertas, ukurlah
jarak untuk 10 titik !
4. Ulangi percobaan di atas untuk sudut yang
berbeda !
Pertanyaan
1. Dalam hal apakah gaya gesek sangat
diperlukan dan dalam hal apa pula koefisien
gesek ini diusahakan sekecil mungkin ?
2. Buktikan persamaan (2), (3) dan (4) !
3. Bisakah koefisien gesek mecapai nilai lebih
besar 1,0 ?
4. Buktikan percepatan silinder yang bergerak
pada bidang miring seperti pada Gbr. 5 adalah
sebesar = [m/s2] !
5. Berdasarkan Pers. (3) dapat diartikan bahwa
koefisien gesek statik antara 2 permukaan
tergantung dari kemiringan permukaan
tersebut? Terangkan !
6. Jika gaya aksi dan reaksi memiliki besar yang
sama dan selalu berlawanan arah, mengapa
jumlah total vektor gaya pada sebuah benda
tidak nol ? Jelaskan !
7. Apa yang mempengaruhi koefisien gesek
statik dan kinetik !
8. Sebuah buku didorong di atas bidang miring
yang kasar sehingga bergerak ke atas, buku
akan berhenti dan meluncur turun ke titik awal.
Apakah waktu yang dibutuhkan sama saat
begerak ke atas dan ke bawah ? Bagaimana
bila bidang miring tersebut tanpa gesekan !
9. Buat perkiraan bagan pengamatan data !
Pengolahan Data dan Evaluasi
1. Tentukan koefisien gesek statis (S) pada
percobaan A !
2. Bandingkan koefisien gesek statik untuk
massa benda, luas dan jenis materi yang
berbeda !
3. Untuk percobaan B buatlah grafik m1 vs m2,
bagaimana bentuk kurva tersebut ? Tentukan
S dari kurva tersebut !
4. Berdasarkan titik data pada kertas morse,
buatlah grafik s vs t dari percobaan C,
berdasarkan grafik, tentukan daerah dimana
benda mengalami kecepatan konstan dan
hitung kemiringan kurva pada daerah ini.
Tentukan K & percepatan dari percobaan C !
5. Berdasarkan titik data pada kertas morse,
buatlah grafik s vs t dari percobaan D !
Tentukan daerah dimana benda mengalami
kecepatan konstan dan hitung kemiringan
kurva pada daerah ini ! Tentukan percepatan
silinder dari percobaan D !
6. Pada percobaan D apakah yang menyebabkan
silinder berotasi ? Bagaimana jika bidang
miring tersebut licin ?
7. Buat analisis percobaan dan beri kesimpulan
keseluruhan mengenai percobaan ini !
m1g
m2g

27
Mekanika
Gerak translasi
Kekekalan momentum
Hukum Tumbukan
Prinsip Dasar
Tumbukan adalah sebuah peristiwa yang melibatkan
dua atau lebih benda yang memberikan gaya satu
sama lain dalam waktu singkat. Tumbukan akan
mengubah momentum masing-masing benda, tapi
tidak mengubah momentum linier total dari sistim (gaya
luar diabaikan)
Gbr. 1 Peristiwa tumbukan dua buah benda
Berdasarkan hukum kekekalan momentum linier
+ = + (1)
Pada tumbukan elastik, jumlah energi kinetik sebelum
dan sesudah tumbukan akan sama
= = + = + (2)
Dari persamaan 1 dan 2 dapat ditentukan persamaan
berikut kecepatan sesudah tumbukan
= dan = (3)
Momentum sesudah tumbukan
= dan = (4)
Energi kinetik sesudah tumbukan
= dan = ( ) (5)
MM 05
Tujuan Percobaan
Mempelajari hukum kekekalan momentum
pada peristiwa tumbukan
Membuktikan hukum kekekalan energi pada
peristiwa tumbukan
m1
v1
v1’ m v2’ m1 2
m2
v2
28
Gbr. 2 Susunan peralatan percobaan tumbukan
menggunakan lintasan udara (air track)
Prosedur Percobaan
Susunan peralatan dapat dilihat pada Gbr. 2
Momentum dicari dengan mengukur kecepatan benda
luncur. Waktu diukur saat pemutus cahaya pada benda
luncur melewati penghalang cahaya dengan s =
panjang pemutus cahaya [m], t = waktu kedipan [s].
= Δ [m/s] (6)
A. Salah satu benda peluncur diam
1. Timbang kedua kereta luncur dan samakan
massa keduanya (misal m1 = m2 = 100 g) !
2. Susun peralatan seperti Gbr 2. !
3. Letakan benda pertama di ujung lintasan
udara!
4. Tempatkan benda kedua di antara batas
pencatatan waktu !
5. Benda pertama digerakan menuju ke arah
benda kedua !
6. Catat waktu t yang tertera pada counter
setelah benda melewati penghalang cahaya ini
disebut saat sebelum tumbukan t1 !
7. Segera reset counter dan baca waktu setelah
tumbukan (t1’ dan t2’) !
8. Ulangi langkah di atas sebanyak 5 kali untuk
mendapat variasi data !
9. Ulangi langkah 1 s/d 8 untuk massa benda m1
> m2 dan m1 < m2 !
B. Kedua benda bergerak
1. Timbang masing-masing kereta luncur (misal
m1 = m2 = 100 g) !
2. Letakkan kedua benda di ujung track udara !
3. Kedua benda digerakan sehingga bertumbukan
di antara pencatat waktu.
4. Catat waktu sebelum tumbukan dan sesudah
tumbukan !
5. Ulangi langkah di atas sebanyak 5 kali untuk
mendapat variasi data !
Pertanyaan
1. Apakah yang dimaksud dengan kekekalan
momentum dan kekekalan energi ?
2. Manakah yang memiliki momentum lebih
besar, truk kontainer diam atau sepeda yang
bergerak ?
Peralatan
1 Lintasan udara (air track)
1 Penyembur udara (blower)
2 Penghalang cahaya (light bariier)
2 Pencanah dijital (digital counter)
2 Kereta luncur
2 Bendera interupter (pemutus cahaya)
Kabel koneksi
Pemberat 100 g
1 Catu daya
29
3. Bagaimana membedakan antara tumbukan
elastik dan tidak elastik ?
4. Apabila dua buah partikel dengan energi
kinetik yang sama, apakah keduanya memiliki
momentum yang sama pula? Jelaskan !
5. Sebuah bom yang diam tiba-tiba meledak
berkeping-keping. Apakah momentum linier
sistem kekal ? Apakah terjadi kekekalan energi
kinetik ?
6. Pada tumbukan tidak elastik sempurna antara
sebuah mobil dan truk kontainer, kendaraan
yang manakah yang mengalami perubahan
energi kinetik lebih besar sebagai hasil dari
tumbukan ?
7. Buktikan persamaan (3), (4) dan (5) !
8. Buatlah bagan pengamatan data !
Pengolahan Data dan Evaluasi
1. Hitunglah kecepatan, momentum dan energi
kinetik benda sebelum dan sesudah tumbukan
dalam satu tabel dari percobaan A (m1 = m2,
m1 > m2, m1 < m2), masing masing dalam tabel
terpisah !
2. Hitunglah kecepatan, momentum dan energi
kinetik benda sebelum dan sesudah tumbukan
dalam satu tabel dari percobaan B !
3. Hitunglah kecepatan benda setelah tumbukan
memakai persamaan (3), bandingkan dengan
hasil pengukuran !
4. Berdasarkan hasil perhitungan diatas, buktikan
bahwa pada percobaan tumbukan terjadi
kekekalan momentum dan kekekalan energi
kinetik !
5. Pada percobaan yang dilakukan, faktor-faktor
apa yang mempengaruhi sehingga tidak
terbukti kekekalan momentum dan kekekalan
energi kinetik !
6. Buat analisa dan beri kesimpulan dari hasil
percobaan ini !
30
Mekanika
Dinamika
Modulus geser
Ayunan Puntir
Prinsip Dasar
Gbr. 1 Susunan cakram yang digantungkan pada sebuah
tali dan diberi simpangan sebesar 
Semua benda memiliki elastisitas, termasuk logam
yang digolongkan sebagai benda yang. Elastisitas
suatu logam dapat diamati dengan cara ayunan puntir
dengan menggunakan kawat logam yang diosilasikan.
Pada percobaan ini, sebuah cakram pemberat
digantungkan pada sebuah kawat kemudian diputar
pada bidang horisontal (diberi simpang sudut) dan
dilepaskan, maka cakram tersebut akan berosilasi.
Maka periode gerak osilasi sistem akan memenuhi
persamaan
= 2 [s] (1)
dengan I adalah momen inersia kawat [m2g] dan k
adalah konstanta puntir [Nm].
Konstanta puntir merupakan sebuah tetapan harga
untuk suatu logam yang dapat dipuntir sampai batas
maksimal elastisitasnya. Sedangkan modulus geser
merupakan beda panjang suatu logam sebelum dan
setelah dipuntir. Hubungan antara konstanta puntir dan
modulus geser (M) [N/m2] dinyatakan oleh persamaan :
= [N/m2] (2)
dengan L adalah panjang kawat [m] dan R jari-jari
kawat [m]
MM 06
Tujuan Percobaan
Mengukur besar modulus geser berbagai jenis
kawat
Mencari nilai konstanta puntir kawat logam
L
31
Prosedur Percobaan
1. Gantungkan cakram pada poros yang melalui
pusat massa !
2. Ukur panjang dan diameter kawat yang
dipakai, panjang kawat (L) mulai dari 150 cm !
3. Putar cakram dengan sudut kecil, kemudian
lepaskan sehingga benda berisolasi, catat
waktu yang diperlukan untuk 20 ayunan !
4. Ulangi langkah 3 untuk panjang kawat 140,
130, 120, 110, 100, 90 dan 80 cm !
5. Ulangi percobaan untuk jenis kawat yang
berbeda !
Pertanyaan
1. Apa yang dimaksud dengan konstanta puntir
dan modulus geser? Tuliskan dimensi dan
satuannya !
2. Buktikan persamaan (1) dan (2) !
3. Carilah momen kelembaman dari sebuah
piringan (jari-jari r) dan bujur sangkar (sisi a)
terhadap sumbu putar yang melalui pusat
massa dan tegak lurus bidang !
4. Bagaimana bentuk grafik antara periode
kuadrat (T2) terhadap panjang L ?
5. Buat bagan pengamatan data !
Pengolahan Data dan Evaluasi
1. Buatlah grafik perioda kuadrat terhadap momen
inersia kawat (T2 vs I) !
2. Hitung nilai modulus geser M dari grafik T2 vs I !
3. Hitung nilai konstanta puntir k untuk setiap
panjang tali !
4. Dapatkah cara ini dipakai untuk menentukan
jenis kawat yang digunakan ? Mengapa ?
5. Faktor apa yang mungkin menyebabkan
kesalahan percobaan ini ?
6. Buat analisis dan beri kesimpulan dari hasil
percobaan ini !
Peralatan
1 Cakram logam
2 Kawat (nikel dan tembaga)
1 Statif dinding
2 Penjepit kawat
1 Penggaris 100 cm
1 Mikrometer
1 Stopwatch
32
Mekanika
Fluida
Viskositas
Viskositas Zat Cair
Prinsip Dasar
Suatu fluida yang bergerak akan mengalami gesekan
internal yang disebut sebagai viskositas. Hal ini terjadi
baik dalam gas maupun cairan yang terjadi karena
perbedaan lapisan fluida saat bergerak relatif satu
sama lain. Pada cairan disebabkan karena gaya kohesi
antar molekul sedangkan pada gas terjadi karena
tumbukan antar molekul.
Bila fluida tidak memiliki viskositas, maka fluida akan
mengalir melalui pipa tanpa diberi gaya. Karena
viskositas, perbedaan tekanan di ujung pipa diperlukan
untuk menjaga aliran fluida konstan, seperti contohnya
aliran air atau minyak dalam pipa atau aliran darah
dalam sistem sirkulasi manusia.
Laju aliran fluida dalam pipa kapiler bergantung pada
viskositas fluida, perbedaan tekanan, dan dimensi dari
tabung. Untuk aliran zat cair dalam pipa kapiler berlaku
rumus Poiseuille :
= Δ
 [m3/s] (1)
dengan Q volume cairan yang mengalir perdetik
[m3/s], p beda tekanan antara ujung-ujung pipa
[N/m2],  viskositas zat cair [Nm/s], R jari-jari dalam
penampang pipa kapiler [m], L panjang pipa kapiler
[m].
Agar rumus Poiseuille berlaku, letak pipa kapiler harus
horisontal dan Persamaan (1) dapat disederhanakan :
 = [Nm/s] (2)
dengan h tinggi permukaan air dalam bejana terhadap
pipa kapiler [m], g percepatan gravitasi bumi [m/s2], 
kerapatan zat cair [cm3/g]. Grafik antara Q dan h pada
persamaan (2) merupakan garis lurus dengan koefisien
arah m:
=  (3)
MM 07
Tujuan Percobaan
Menghitung viskositas zat cair menggunakan
pipa kapiler
33
Gbr. 1 Susunan peralatan mengukur viskositas cairan
Prosedur Percobaan
1. Susunlah alat-alat yang digunakan seperti
terlihat pada Gbr. 1 !
2. Alirkan air melalui pipa kapiler. Ukur volume air
yang tertampung selama 2 menit !
(perhatikan : tinggi air dijaga konstan)
3. Ulangi langkah 2 untuk berbagai kedudukan
tinggi pipa kapiler (h) minimum 8 posisi, pipa
kapiler tidak boleh miring, gunakan waterpass
untuk mengatur pipa kapiler !
4. Catat suhu air pada awal dan akhir percobaan!
5. Ukurlah diameter pipa kapiler menggunakan
alat yang disediakan (mikrometer optik)!
Pertanyaan
1. Pemisalan apakah yang diambil untuk
merumuskan rumus Poiseuille tersebut ?
2. Apakah yang dimaksud dengan arus laminer
dan turbulen ?
3. Mengapa pipa kapiler harus dipasang
horisontal ?
4. Bagaimana pengaruh suhu terhadap
viskositas?
5. Turunkan persamaan (1) dan (2) !
6. Buatlah bagan pengamatan data !
Pengolahan Data dan Evaluasi
1. Buat grafik debit cairan terhadap ketinggian
pipa (Q vs h), cari gradien garis dan hitung
vskositas air serta kesalahnya !
2. Hitung koefisien arah m, bandingkan dengan
gradien grafik Q terhadap h !
3. Buat analisis dan beri kesimpulan percobaan
ini !
Peralatan
1 Bejana cairan
1 Pipa kapiler
1 Gelas ukur
1 Mistar
1 Stopwatch
Mikrometer optik
Gayung
Waterpass
34
Mekanika
Statik
Elastisitas
Modulus Young
Prinsip Dasar
Modulus elastisitas menyatakan sesuatu yang
dikerjakan pada sebuah benda padat terhadap
perubahan bentuk saat diberi gaya. Modulus Young
menyatakan kekuatan benda padat terhadap
perubahan panjang dan ditentukan berdasarkan
perbandingan antara kuat tekan dan regangan
= = ⁄
Δ ⁄ [N/m2] (1)
dengan F adalah gaya luar yang diberikan pada benda
[N], A luas penampang lintang benda [m2], L
perubahan panjang [m] dan Li panjang mula-mula [m].
Modulus Young biasa digunakan untuk karakterisasi
batang atau kawat saat diberi tekanan atau tarikan.
Bila sebuah batang disangga kedua ujungnya berjarak
L, dan dibebani tepat di tengah-tengah dengan gaya F,
maka susunan ini akan menyerupai susunan batang
yang disangga di tengah-tengah dan kedua ujungnya
diberikan gaya sebesar F/2 pada arah yang berbeda
Pelenturan Tengah
Sebuah batang logam diletakkan pada dua buah
penyangga dengan jarak L. Beban seberat m
digantungkan tepat ditengah-tengah batang logam
sehingga melentur. Pelenturan batang tersebut
memenuhi persamaan :
= [m] (2)
dengan adalah jarak lentur [m], P berat beban [g], L
panjang batang antara 2 tumpuan [m], E modulus
Young batang [N/m2], b lebar batang [m], d tebal
batang [m].
Gbr.1 Susunan peralatan dengan metode pelenturan tengah
MM 08
Tujuan Percobaan
Mempelajari kelenturan batang logam
Mencari nilai modulus elastisitas dari berapa
batang logam
L
35
Pelenturan Ujung
Variasi percobaan dilakukan untuk batang yang sama
namun salah satu ujung dipasang tetap pada suatu
tumpuan dengan cara menjepit sedangkan ujung yang
lain dibiarkan bebas. Pada ujung yang bebas diberi
beban sehingga mengalami lenturan sebesar:
= [m] (2)
Gbr.2 Susunan peralatan dengan metode pelenturan ujung
Prosedur Percobaan
A. Metode pelenturan tengah
1. Ukur lebar dan tebal dari batang logam yang
akan diuji !
2. Susun peralatan seperti pada Gbr 1, atur jarak
peyangga L sebesar 40 cm !
3. Gantungkan beban sebesar 100g dan catat
perubahan jarak lentur () pada dial gauge !
4. Tambahkan beban sebesar 100g setiap kali
dan ukur perubahan jarak lentur hingga beban
yang digantungkan sebesar 700 g !
5. Dengan susunan peralatan yang sama, ukur
perubahan jarak lentur dengan memvariasikan
jarak penyangga L dengan berat beban yang
tetap (300 g) !
B. Metode pelenturan ujung
1. Susun peralatan seperti pada Gbr. 2, atur jarak
peyangga dan dial gauge sebesar 10 cm !
2. Gantungkan beban sebesar 100g dan catat
perubahan jarak lentur () pada dial gauge !
3. Tambahkan beban sebesar 100g setiap kali
dan ukur perubahan jarak lentur hingga beban
yang digantungkan sebesar 500 g !
4. Dengan susunan peralatan yang sama, ukur
perubahan jarak lentur dengan memvariasikan
jarak penyangga L (perubahan 1 cm) dengan
berat beban yang tetap (200 g) !
Pertanyaan
1. Jelaskan perbedaan antara tekanan (stress)
dengan regangan (strain) !
2. Tuliskan dimensi dan satuan modulus Young
(E) !
3. Apa perbedaan antara modulus Young,
modulus geser (shear) dan modulus Bulk ?
4. Gambarkan grafik tekanan vs regangan dari
benda padat elastis !
5. Apakah yang dimaksud dengan batas
elastisitas benda !
6. Kabel baja berdiameter 1 mm dapat
menyangga beban sebesar 0,2 kN. Berapa
besar diameter kabel untuk beban seberat 20
kN ?
7. Buatlah bagan data pengamatan !
Pengolahan Data dan Evaluasi
1. Buat grafik jarak lentur terhadap beban (vs
P) dengan jarak penyangga tetap dari
pelenturan tengah dan ujung ! Analisalah grafik
yang diperoleh !
2. Buat grafik jarak lentur terhadap jarak
penyangga (vs L3 ) dengan beban tetap dari
kedua lenturan ! Analisalah grafik yang
diperoleh !
3. Hitung modulus Young E batang logam
berdasarkan grafik yang diperoleh dengan
menggunakan metode kuadrat terkecil !
4. Bandingkan besar pengukuran modulus young
batang logam dari hasil percobaan dengan
literatur !
5. Dari keempat cara menentukan modulus
Young, cara manakah yang paling baik
menentukan nilai E, jelaskan
6. Buat analisis dan kesimpulan percobaan ini !
Peralatan
2 Batang logam
1 Set beban 100 g dan penggantung
1 Penggaris
3 Batang statif
4 Penjepit statif
1 Jangka sorong
1 Dial gauge 10/0.1 N
1 Waterpass
L
36
Mekanika
Osilasi
Ayunan matematis
Ayunan Matematis
Prinsip Dasar
Gbr 1. Gerakan ayunan dari pendulum sederhana
Pendulum sederhana merupakan sistem mekanik yang
berlaku sebagai gerakan periodik. Disebut juga ayunan
sederhana atau ayunan “matematis”, terdiri sebuah
beban seperti benda titik yang digantungkan pada
seutas benang (diangggap tak bermassa) dengan
panjang L [m] seperti terlihat pada Gbr.1. Gerak terjadi
pada bidang vertikal karena gaya gravitasi.
Periode ayunan akan berbentuk deret yaitu
= 2 1 + + [s] (1)
Bila sudut simpangan kecil (5), gerakan akan
mendekati gerak harmonik sederhana.
= 2 [s] (2)
Peralatan
1 Benang dan pemberat
1 Penggaris
1 Batang statif 1 m
1 Kaki statif
1 Stopwatch
1 Busur
MM 09
Tujuan Percobaan
Membuktikan hubungan antara panjang tali
dan perioda osilasi
Mencari percepatan gravitasi menggunakan
metode ayunan matematis
Menentukan hubungan antara besar sudut
dengan perioda osilasi
37
Gbr.2. Susunan peralatan ayunan matematis
Prosedur Percobaan
A. Hubungan antara perioda dengan panjang tali
1. Gantungkan benda dengan seutas tali pada
statif seperti pada Gbr. 2 !
2. Pilih nilai panjang tali L sepanjang yang
mungkin, agar memperoleh sudut kecil saat
diberi simpangan !
3. Beri simpangan kecil (= 5), dan lepaskan !
4. Catat waktu yang diperlukan untuk gerakan 20
periode !
5. Ulangi percobaan untuk beberapa panjang tali!
B. Hubungan antara perioda dan sudut ayunan
1. Gantungkan benda dengan seutas tali pada
statif seperti pada Gbr. 2 !
2. Atur panjang tali L sebesar 20 cm !
3. Beri simpangan dengan sudut 15dan
lepaskan !
4. Catat waktu yang diperlukan untuk gerakan 20
periode !
5. Ulangi percobaan untuk beberapa sudut θ :
20, 25, 30, 35, 40, dan 45!
Pengolahan Data dan Evaluasi
1. Untuk percobaan A, buat grafik perioda kuadrat
terhadap variasi panjang (T2 vs L ) !
2. Untuk percobaan B, buat grafik perioda kuadrat
terhadap variasi sudut (T2 vs ) !
3. Hitung besar percepatan gravitasi berdasarkan
dua grafik yang telah dibuat !
4. Bandingkan gravik dan hasil yang diperoleh dari
kedua percobaan !
5. Analisis dan beri kesimpulan dari percobaan ini !
L
θ
m
38
Mekanika
Fluida
Tegang muka zat cair
Koefisien Tegang Muka
Prinsip Dasar
Tegangan permukaan terjadi karena molekul pada
permukaan saling tarik menarik oleh gaya dari molekul
terdekat (seperti pada Gbr. 1). Untuk memperbesar
permukaan, harus tersedia energi. Perbandingan
energi yang dibutuhkan E pada suhu konstan dan
perubahan luas permukaan A disebut energi
permukaan atau tegangan permukaan zat cair.
= Δ
Δ [N/m] (1)
Gbr 1. Gaya antar molekul dari cairan dan di dalam cairan
Tegangan permukaan dapat diukur dengan cincin
logam berujung tajam yang dicelupkan ke dalam zat
cair. Jika cincin ditarik secara perlahan-lahan dari zat
cair, selapis tipis zat cair akan terangkat (Gbr. 2).
Lapisan luar dan dalam dari cairan ditentukan dengan
R adalah jari-jari cincin logam [m]. Saat cincin logam
terangkat sejauh x.
.
Gbr 2. Prinsip pengukuran jari-jari dan tebal zat cair yang
terangkat
Δ = 4 Δ [m] (2)
Mengangkat cincin membutuhkan gaya sebesar
= Δ
Δ [N] (3)
Jika gaya ini telah terpenuhi, lapisan zat cair akan
pecah. Karena persamaan 1 dan 3, maka tegangan
permukaan adalah
= [N/m] (4)
MM 10
Tujuan Percobaan
Mempelajari cara menentukan koefisien
tegang muka dengan metode cincin
Mencari koefisien tegang muka cairan sabun
39
Gbr. 3 Susunan peralatan mengukur koefisien tegang muka
Prosedur Percobaan
1. Susun peralatan seperti pada Gbr. 3 !
2. Buatlah larutan dengan massa konstan 100 g !
3. Cincin diturunkan secara perlahan-lahan
sampai seluruh permukaan cincin tercelup ke
dalam larutan !
4. Kemudian cincin diangkat perlahan-lahan
sampai selaput cairan tepat terpisah !
5. Catat besar gaya tepatsaat selaput lepas dari
cincin yang tertera pada Newton gauge !
6. Ulangi langkai 1 sampai 5 untuk larutan
dengan beda konsentrasi !
Pertanyaan
1. Apa yang dimaksud dengan gaya tegang
muka?
2. Hukum apa yang mendasari percobaan ini ?
3. Bagaimana besar koefisien tegang muka suatu
tetes air ? Adakah perbedaan dengan
gelembung sabun ? Jelaskan ?
4. Selain metode ini, adakah metode lain yang
dapat dipergunakan untuk mengukur tegang
muka zat cair ?
5. Buat bagan data pengamatan !
Pengolahan Data dan Evaluasi
1. Hitung tegang muka dan energi permukaan
untuk setiap konsentrasi larutan !
2. Buatlah grafik antara koefisien tegang muka
terhadap konstenrasi larutan dan grafik antara
energi permukaan terhadap konsentrasi
larutan !
3. Bagaimana pengaruh kejenuhan suatu larutan
terhadap besarnya tegang muka larutan
tersebut ?
4. Buat analisis dan beri kesimpulan dari hasil
percobaan ini !
Peralatan
1 Batang dan kaki statif
1 Cincin logam
1 Gelas ukur
1 Gelas tempat larutan
1 Jangka sorong
1 Dynamometer 0.1 N
1 Meja vertikal
40
Mekanika
Momen inersia
Pengujian silinder berlubang
Silinder Berlubang
Prinsip Dasar
Salah satu cara untuk meneliti suatu obyek (silinder)
berlubang yang tidak diketahui diameternya adalah
dengan cara metode osilasi. Teknik ini termasuk dalam
metode pengujian tak merusak (non destructive test).
Pada percobaan ini, diberikan sebuah silinder besi
berlubang yang ditutup dengan kertas pada kedua
ujungnya sehingga diameter lubang tidak dapat diukur
secara langsung. Berdasarkan metode ini akan
diperoleh nilai pengukuran yang dapat digambarkan
pada grafik sehingga dihasilkan perbandingan antara
jari-jari lubang dan jari-jari silinder.
Gbr.1. Ukuran silinder berlubang
Gbr.2. Silinder berlubang pada gantungan dengan metode
osilasi
Obyek berupa sebuah silinder besi yang dilubangi
secara konsentris (Gbr 1). Panjang silinder a [m], jarijari
silinder b [m] dan jari-jari lubang c [m]. Silinder
digantungkan dengan tali seperti pada Gbr. 2.
Persamaan momen kelembaman untuk silinder pejal
dengan jari-jari b dapat dimanfaatkan:
= [m2g] (1)
MM 11
Tujuan Percobaan
Mempelajari momen inersia silinder berlubang
Mencari jari-jari silinder berlubang dengan
metode osilasi
2c
2b
a
41
Momen kelembaman untuk silinder berlubang dengan
massa jenis  [cm3/g] dan jari-jari luar dan dalam b dan
c [m] adalah
= ( − ) (2)
Perioda saat benda berosilasi dengan panjang tali 
dan perbandingan jari-jari dalam terhadap jari-jari luar
x (= c/b) adalah
= ℓ (3)
Prosedur Percobaan
1. Susun peralatan dengan menggantungkan
besi silinder pada batang penggantung dan
statif dengan menggunakan tali !
2. Atur panjang tali sepanjang 40 cm !
3. Buat silinder berosilasi dengan memutar besi
silinder pada sudut yang kecil !
4. Hitung perioda osilasi selama 20 kali ayunan,
pengukuran periode dilakukan sebanyak 3 kali
untuk panjang yang sama !
5. Ulangi percobaan untuk panjang tali 35, 30,
25, 20, dan 15 cm !
6. Ulangi langkah di atas untuk besi silinder lain
dengan diameter dalam yang berbeda !
Pertanyaan
1. Apakah yang dimaksud dengan inersia,
momen inersia, pusat massa, & sumbu putar ?
2. Turunkan persamaan momen inersia dari
silinder berlubang !
3. Turunkan persamaan periode silinder
berlubang jika berosilasi dengan sumbu
vertikalnya melewati pusat massa. Persamaan
tersebut harus dalam bentuk b, c, g dan l yaitu
panjang tali penggantung obyek !
Pengolahan Data dan Evaluasi
1. Buatlah tabel pengukuran untuk panjang tali
yang berbeda-beda , hitung periodenya lalu
dikuadratkan (T2) !
2. Buat grafik perioda osilasi kuadrat (T2)
terhadap panjang tali !
3. Hitung jari-jari besi silinder berlubang dari data
yang diperoleh !
4. Buat analisis dan berilah kesimpulan dari
percobaan yang dilakukan !
Peralatan
3 Silinder besi berlubang
1 Stopwatch digital
1 Batang dan kaki statif
1 Jangka Sorong
1 Batang penggantung
1 Tali
42
Mekanika
Sifat mekanik bahan
Pengujian kekerasan
Uji Kekerasan
Prinsip Dasar
.
Gbr.1. Susunan peralatan uji kekerasan benda
Kekerasan adalah ketahanan suatu benda padat
terhadap kerusakan permukaan. Untuk mengukur
kekerasan, sebuah identer yang terbuat dari baja atau
intan berbentuk bola, piramid atau kerucut, ditekan ke
sebuah permukaan benda uij. Penanda harus lebih
keras dari permukaan benda yang akan diuji .
Terdapat beberapa macam teknik pengujian
kekerasan, antara lain
1. Metode Brinnel Hardness, dengan penanda
terbuat bola baja atau tungsten karbida
berdiameter 10 mm.
2. Metode Rockwell Hardness, dengan penanda
terbuat dari kerucut intan dan bola baja
berdiameter 1/16, 1/8, ., dan . inci
3. Metoda Vickers Hardness, dengan penanda
terbuat dari piramida intan
4. Metode Knoop Hardness, dengan penanda
terbuat dari piramida intan
tertentu dijatuhkan pada suatu permukaan benda uji.
Jika ditempatkan selembar kertas di atas permukaan
benda uji dan selembar kertas karbon di atasnya
seperti terlihat dari Gbr. 1. sebuah tanda melingkar
akan dihasilkan setelah tumbukan seperti pada Gbr 2.
Skala kekerasan dapat dihasilkan dari metode ini.
MM 12
Tujuan Percobaan
Mempelajari kekerasan suatu material dengan
metode jatuh bebas
Mempelajari hubungan derajat kekerasan
benda dengan ketinggian jatuh benda dan
diameter jejak
Menghitung derajat kekerasan dari alumunium
dan besi
ke saklar
on/off
magnet
penahan
bola baja
plat
logam
kertas
HVS
kertas
karbon
h
43
Gbr.2. Hasil jejak dan cara pengukuran diameter jejak
(d= (d1 + d2)/2)
Derajat kekerasan dapat didefinisikan sebagai
banyaknya gaya yang diterima pada luas area tertentu.
= [N/m2] (1)
Dimana gaya merupakan gaya jatuh bebas , dengan
kecepatan sebesar = 2 , sehingga gaya akan
sebanding dengan
~√ (2)
Sedangkan luas permukaan dihitung berdasarkan luas
jejak yang dihasilkan oleh penanda ketika menumbuk
benda uji. Seperti terlihat pada Gbr 3
= − √ − (3)
Dimana D adalah diameter bola dan d adalah diameter
jejak. Sehingga derajat kekerasan dapat
disederhanakan menjadi
= √ [N/m2] (4)
Gbr 3. Perhitungan luas jejak hasil uji kekerasan
Prosedur Percobaan
1. Susun peralatan sepeti pada Gbr 1 !
2. Letakan alumunium di bawah magnet
penahan, kemudian ditutupi dengan kertas
HVS dan paling atas kertas karbon !
3. Atur jarak antara ujung magnet penahan
dengan benda uji setinggi 5 cm !
4. Tempelkan bola baja dengan diameter 19,5
mm pada magnet penahan !
5. Jatuhkan bola baja dengan menekan saklar
on/off !
6. Ulangi 3 kali pad area yang berbeda !
7. Ukur diameter jejak yang terjadi dengan
menggunakan jangka sorong dan kaca
pembesar !
8. Ubah jarak antara magnet penahan dengan
benda uji dan ulangi langkah diats dengan
ketinggian 10, 20, 30, 40, 50, dan 60 cm !
9. Ganti bola baja dengan diameter yang
berbeda !
10. Ulangi prosedur di atas dengan diamter bola
16 dan 12 mm
Pertanyaan
1. Apakah yang mempengaruhi derajat
kekerasan suatu material ?
2. Terangkan perbedaan metode pengukuran
derajat kekerasan Vickers dan Knoop
Hardness !
3. Urutkan berdasarkan tingkat kekerasan dari
beberapa material berikut ini : timah hitam,
baja lunak, intan, tungsten karbida, alumunium
murni dan emas !
4. Buatlah perkiraan tabel untuk percobaan ini !
Peralatan
1 Magnet penahan
1 Saklar on/off
1 Batang dan kaki statif
1 Jangka sorong
5 Bola baja dengan diameter berbeda
1 Kertas HVS dan kertas karbon
1 Catu daya
2 Benda uji (alumunium dan besi)
1 Kaca pembesar
D
d
44
Pengolahan Data dan Evaluasi
1. Buatlah grafik diameter jejak terhadap
ketinggian (d vs h), untuk satu diameter bola
baja yang sama, ulangi untuk diameter bola
baja yang lain !
2. Carilah hubungan antara diameter jejak dan
ketinggian dengan membuat grafik d2
terhadap√ , untuk semua data di atas !
3. Buatlah grafik diamter jejak terhadap diameter
bola baja (d vs D), untuk jenis benda uji yang
sama, dengan grafik dihasilkan berdasarkan
perbedaan ketinggian !
4. Apakah metode percobaan ini sudah tepat
untuk menentukan derajat kekerasan suatu
material ? Beri pandangan terhadap peralatan
dan metode yang digunakan serta kesalahan
yang diperoleh untuk menentukan derajat
kekerasa !
5. Buatlah analisis dan kesimpulan percobaan
ini !
45

Anak Fisdas Praktikum

73 1006758994 Galih Aji 2010 T. Metalurgi & Material
74 1006760342 Viky Muruatut 2010 T. Industri
75 1006771264 Reza Andhika 2010 T. Sipil
76 1006771661 Syarief Alfiantoni 2010 T. Mesin
77 1006772222 Luthfi Auliaurrahman 2010 T. Elektro
78 1006772235 M. Syaeful Yusron 2010 T. Elektro
79 1006775893 Ines Hariyani 2010 T. Bioproses
80 1006659703 Hendra Radiansyah 2010 T. Sipil

81 1006659722 Ledi Khalidannisa 2010 T. Sipil
82 1006660554 Fahima 2010 T. Kimia
83 1006660730 Fatwa Dewi Widyani 2010 T. Industri
84 1006674111 Devin 2010 T. Sipil
85 1006674143 Farid Askary 2010 T. Sipil
86 1006674156 Ferry Wijaya 2010 T. Sipil
87 1006674162 Gilbert Antonnio 2010 T. Sipil
88 1006674383 Rezaqul Khaq 2010 T. Sipil

89 1006674446 Titi Sari Nurul Rachmawati 2010 T. Sipil
90 1006680101 Christina Hendra 2010 T. Industri
91 1006680316 Laras Putri Paramarta 2010 T. Industri
92 1006680663 Andrew Alexander Lamba 2010 T. Lingkungan
93 1006680764 Dila Anandatri 2010 T. Lingkungan
94 1006681975 Dovan Pahalatua 2010 T. Perkapalan
95 1006682901 Angga Hendriana 2010 T. Komputer
96 1006756061 Delvi Fitryana Anisa 2010 T. Sipil

97 1006758294 Erlangga Rizki Fauzi 2010 T. Sipil
98 1006759025 Jodie Adrian Yuwono 2010 T. Metalurgi & Material
99 1006759284 Ivan Sanjaya 2010 T. Kimia
100 1006760512 Rizaldy Patra S 2010 T. Lingkungan
101 1006771245 Putri Marastuti 2010 T. Sipil
102 1006772166 Aulia Hadiid 2010 T. Elektro
103 1006773673 Vidyahningtyas I 2010 T. Industri
104 1006773805 Andina Putri Zata D 2010 T. Lingkungan