VALIDASI ALAT PERCOBAAN RESULTAN
LAPORAN PENELTTIAN
VALIDASI ALAT PERCOBAAN
RESULTAN GAYA TIGA DIMENSI
OLEH
Dm. Darmawi M.Pd
Penelitisn dibiayai oleh :
Dana SPP/DPP Perguruan Tinggi IKlP Padang
Tahun Akademis 199511976
Surat Perjanjian Kerja No :594/PT37.H4.FPTK/1996
Tanggal :4 April 1996
INSTlTUT KEGIJRIJAN DAN ILMU PENDIDIKAN
PADANG
1996
,-&
_I-
ABSTRAK
DARMAWI. VALIDASI ALAT PERCOBAAN RESULTAN GAYA TIGA DIMENSI
Resultan g a y a tiga dimensi a d a l a h s a l a h s a t u p o k o k
bahasan dalam mata kuliah Mekanika Teknik I yang diajarkan
di Jurusan * P T . Mesin F P T K I K I P P a d a n g . M a t e r i ini h a r u s
dilengkapi d e n g a n praktikumnya y a n g dilakukan di
laboralor ium, sehingga bisa cli terilna oleh mahasiswa secara
k o n g r i t . Untuk melaksanakan
praktikum tersebut sangat
dibuluhkan alat-alat penunjang yang valid.
Penelitian
eksperimen ini ber tu juan : ( 1 ) membandingkan rcsul tan gaya
hasil pengukuran menggunakan ncraca pegas dengan resultan
g a y a teoritisnya ; ( 2 ) m e m b a n d i n g k a n r e s u l t a n g a y a hasil
pcngukurnnnicnggunakan bobot pengimbang dengan resultan gaya
teoritisnya. Objek pcnelitian terdiri dari 48 buah percobaan
yang d i lakukan menggunakan alat prakt ikum dan prosedur yang
dirancang sencljri .
Annlisis uji kesamaan varians variabcl rcsultan gayn
hasil pengukuran menggunakan neraca pegas dengan variabel
, sedangkan Ft tabel
tcoritisnyn, diperoleh harga Fh = 6
pada taraf signirikansi 5 % Ft (23/23) = 2,01 (Fh < Ft).
Rernrti tidak terdapat p e r b e d a a n y a n g s i g n i f i k a n a n t a r a
rcsullnr~ g n y n linsil pcngukuran nlenggunnkan n c r a c a p c g n s
dengan resultan gaya teoritisnya. A n a l i s i s uji k e s a m a a n
var ians var i abc 1 resu 1 tan gaya has i 1 pengukuran menggunakan
bobot pengilnbang dengan variabel tcoritisnya diperoleh harga
P h = 1 , 2 4 , scdangkan Ft tabcl pada taraf signifikansi 5 % Ft
(23/23) = 2 , 0 1 (Fh < Fh). Bcrarli lidak terdapa perbedaan
y a n g signifikan antara r e s u l t a n g a y a hasil p e n g u k u r a n
lncnggunakan b o b o t p e n g i m b a n g d e n g a n r c s u l t a n g a y a
Lcori 1 isnya. ncr~gan dcrlii kian a lat percobaan clan prosedurnya
1)isa dipnkai sebagai ala t p e r c o b a a n r e s u I tan g a y a t iga
tli~nerisj d i laboratorium P e r e n c a n a n d a n P e n g u j ian M e s i n
Jurusan PT.Mesin FPTK IKIP Padang.
KATA PENGANTAR
Puji syukur dipanjatkan kehadirat Tuhan Yang maha Esa,
atas segala berkat dan rahmatnya, sehingga peneliti dapat
menyelesaikan penelitian ini.
Dalam kesempatan
ini peneliti
mengucapkan
banyak
terima kasih kepada Bapak Dekan FPTK IKIP Padang beserta
staf yang telah mengalokasikan dana untuk penelitian ini.
Ucapan ter ima kasih juga d isampai kan k e p a d a Bapak
K e t u a J u r u s a n P T . M e s i n FPTK I K I P P a d a n g
dan kepala
laboratorium Perencanaan dan Pengujian Mesin yang telah
mernberikan fasilitas serta rekan-rekan staf pengajar yang
telah memberikan
saran-saran staf
pengajar
yang
telah
memberikan saran-saran sejak awaI sampai akhir pelaksanaan
penelitian ini.
Padang, 27 Mai 1936
Peneliti
Darmawi
DAFTAR IS1
J-la1 aman
..........................................
KATA PENGANTAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
DAFTAR IS1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
DAFTAR GAMBAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
IIAF'I'AR LAMPIRAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
ABSTRAK
BAB
I . PENDAIIULUAN
............
Perunlusan Masalah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Asurnsi penelitian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tujuan penelitian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Manfaat penelitian . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
iii
iv
v
1
1
B.
3
.
D.
E.
........................
A . Kajian/landasan teori . . . . . . . . . . . . . . . .
B . Kerangka berfikir . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
C . Kenslian penelitian . . . . . . . . . . . . . . . . . .
I 1 . TINJAUAN PUSTAKA
BAR I 1 1 . METODOLOCI PENELITIAN
A . Tempat
B . Design
.
D.
C
BAB
ii
A . Latar belakang penelitian
C
BAR
.............................
i
Teknik
Teknik
4
5
5
8
10
14
.........
15
......................
15
A . Hasil percobaan
.
3
...................
dan waktu penelitian . . . . . . . . . .
penelitian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
pengumpulan data . . . . . . . . . . . . . .
analisa data . . . . . . . . . . . . . . . . . .
IV . HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
B
3
Pembalitlsa~~
has i 1 perie 1 i t ian
..........
11
11
11
12
16
BAB
V. K E S I M P U L A N , I M P L I K A S I D A N S A R A N - S A R A N
...
17
...........
Keterbatasan penelitian . . . . . . . . . . . . . .
Implikasi penelitian . . . . . . . . . . . . . . . . .
Saran - saran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
18
...................................
19
A. K e s i m p u l a n hasil p e n e l i t i a n
17
R.
17
C.
D.
DAFTAR P U S T A K A
LAMPIRAN - LAMPIRAN
..............................
17
20
DAFTAR GAMBAR
Ila 1 aman
Gambar
..
.............................
1 . Alat p e r c o b a a n r e s u l t a n g a y a t i g a d i m e n s i
5
2. S k e m a t i k a g a y a
6
3. Resultan
pegas
teoritis
rnenggunakan n e r a c n
.....................................
4. R e s u l t a n
gaya
teoritis
rnenggunakan
8
bobot
................................
Penelitian
.........................
pcngimbang
5. D e s i g n
gaya
9
11
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampi ran
1. Data
hasil
pengukuran
menggunakan
pegas dan perhitungan dengan rumus
neraca
.........
2. D a t a hasil p e n g u k u r a n m e n g g u n a k a n bobot
3. U j i k e s a m a a n d u a v a r i a n s
pe-
......
...................
ngimbang dan perhitungan dengan rumus
20
22
24
A.
Latar b e l n k a n g penelitian.
Di Jurusan PT. Mesin FPTK IKIP Padang, pada semester
ketiga diberikan mata kuliah Mekanika Teknik I , yang
mengupas tentang prinsip statika (kesetimbangan) dua dimensi
(bidnng) dan statika tiga dimcnsi (ruang). Salah satau pokok
bahasannya adalah resultan ( jumlah ) gaya tiga dimcnsi.
"Mekanika adalah suatu cabang ilmu f i s i k a , y a n g
berhubungan dengan studi mengenai
gejala fisis, merupakan
dasar dari banyak ilmu-ilmu teknik dan merupakan persyaratan
rr~ula y n n g t itlak clapnt dihi langkan u n t u k m e m p e l a j a r i n y a .
Pendekatannya lebih dititik beratkan pada cara-cara deduktif
yang
menyerupni
pendekatan
matematika.
Mekanika
bukanlah
suatu ilmu y n n g a b s t r n k , tetapi a d a l a h s u a t u i l m u y a n g
terpakai ( terapan )" ( J o h n s t o n . J r . 1983 : 1).
Dengan
dernikian dibuktikan kenyataannya di dalam alam. Untuk itu
dosen dan mahasiswa harus m e m p e l a j a r i n y a d a l a m
k o n g k r i t , sehingga dapat m e m p e r m u d a h p e n g a m b a n g a n
ben tuk
lebih
lanjut c1an.memperjelas k o n t r i b u s i n y a t e r h a d a p i l m u - i l m u
lain.
Bila Mekanika hanya dipelajari dalam bentuk pendekatan
matematika yang bersifat
teoritis, tanpa dibuktikan secara
n y a t a , maka Mekanika tersebut m e r u p a k a n s u a t u ilmu y a n g
abstrak. Berarti ha1
ini b e r t e n t a n g a n d e n g a n s i f a t d a n
maksucl Mcknnikn yang sesungguhnya.
2
Laboratoriurn adalah suatu sarana untuk melatih keterarnpilan intelektual dan psikomotor mahasiswa melalui praktikum-praktikum yang dilaksanakan di laboratorium tersebut,
dengan
demikian mestinya
peralatan
lengknp yang
praktikum. D i
laboratorium h a r u s
dapat
menunjang
mempunyai
pelaksanaan
laboratorium Perencanaan clan Pengujian Mesin
jurusan PT. Mesin FPTK IKIP Padang, alat-alat percobaan yang
menun jang prakt ikum beberapa pokok b a h a s a n m n l a k u 1 i n t i
Mekanika Teknik I dan I1 serta beberapa mata kuliah bidang
studi lainnya memang sudah ada, sehingga pelaksanaan praktikumnya sudah berjalan. Tetapi pelaksanaan praktikum resultan
gaya tiga dimensi sampai saat ini belum pernah dilaksanakan,
karena ketiadaan alat penunjang, a k i b a t n y a keterarnpilan
intelektual clan psikomotor rnahasiswa di biclang ini t idak
pernah dibina. Untuk rnembina keterarnpilan intelektual dan
psikomotor mahasiswa di bidang tersebut, maka kemampuan daya
dukung laboratorium Perencanaan clan Pengujian Mesin Jurusan
PT. Mesin FPTK IKIP Padang perlu d i t i n g k a t k a n . U n t u k itu
penel i t i mencoba merancang dan membuat suatu alat percobaan
resultan gaya tiga dimensi serta prosedur percobaannya yang
dapat dipakai oleh dosen dan m a h a s i s w a untuk m e l a k u k a n
percobaan sejenis di laboratoriurn Perencanan dan Pengujian
Mesin Jurusan PT. Mesin FPTK IKIP Paclang. Untuk menentukan
apakah alat clan prosedur tersebut layak ntau tidak dipnkai
sebagai alat dan proseclur percobaan di
laboratorium perlu
cliteliti s e c a r a illniah. O l e h k a r e n a i t u l a h p e n e l i t i
melakukan penelitian terhadap alat percobaan ini.
3
Besar resultan gaya tiga dimensi clitentukan oleh tiga
faktor diantaranya : besar gaya ( F ) , besar sudut miring gaya
tcrhnclap gnris vertikal ( 8 ) clan j u m l a h g a y a y a n g b e k e r j a
(n). Alat percobaan
atas.
Jika
ini nkan mengkondisi
resul tan
hasi 1
pengukuran
ketiga faktor di
tidak
berbeda
signifikan terhadap hasil analisis secara tioritis maka alat
beserta prosedur percobaannya bisa dipakai sebagai alat dan
prosedur percobaan di laboratorium Perencnnaan dan Pengujian
Mesin PT. Mesin FPTK IKIP Padang.
B. Perurnusan Mnsalah
I.
Apakah alat ini bisa digunakan sebagai alat percobaan
resultan gaya
tiga dimensi, dengan alat ukur neraca
pegas.
2. Apnkah o l t i t
ini bisa digunnkan scbngni alat percobnan
resultan gaya tiga dimensi dengan alat ukur bobot
pe-
ng i mbang?
C. Asumsi-Asumsi Penelitian
1. Pengaruh berat neraca pegas terhadap pengukuran gaya
dikontrol.
2. Gesekan yang
terjadi pada p u l l y ,
sewaktu melakukan
percobaan menggunakan bobot pengimbang diabaikan
D. Tujuan Penelitian
T u j u a n yang ingin dicapai p a d a p e n e l i t i a n ini a d a l a h :
Merancang dan memvalidtasi
sesu l
sebuah alat percobaan
t a n gaya 1 iga dinlens i yang bisa mcnggunakan nernca
pegas atau bobot pengimbang sebagai alat ukur gaya.
E. M a n f a n t P e n e l i t i a n
H a s i l p e n e l i t i a n ini b e r u p a s e b u a h a l a t p e r c o b a a n b e s e r t a
prosedurnya
mahasiswa
dimensi
di
ynng
valid
dapa t
cligunakan
untuk melakukan percobaan
o 1 cli
Dosen
resultan gnya
laboratorium P e r e n c a n a a n d a n
dan
tiga
P e n g u j ia M e s i n
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin FTPK IKIP Padang.
B A D I1
TINJAUAN PUSTAKA
A . K a j i a n / lnndasan t e o r i
C a m b a r 1 . A l a t p e r c o b a a n r e s u l t a n g a y a t i g a dimcnsi
Alat-alat
sebagai berikut
yang
dibutuhka
dalam
percobaan
ini
adalah
:
1. K e r a n g k a
2. Neraca pegas
3. P u l l y
4. M a s s a
5. Benang
6. Busur
Berdasarkan gambar 1 di atas maka skematika g a y a dapat
dilukiskan sebagai berikut
:
G a m b a r 2. Skematika gaya
Keterangan :
Rn = Resultan gaya teoritis menggunakan neraca pegas.
Rb = Resultan gaya teoritis menggunakan bobot penginlbang
P
= Resultan gaya hasil percobaan
= Gaya-gaya yang bekerja
F 1 , F 2 , F3
01, 8 2 , 0 3 ,
= Sudut miring gaya terhadap garis vertikal
Fly, FZy, F 3 y = Komponen gaya-gaya vertikal.
Komponen vert ikal (Y) dar i g a y a - g a y a y a n g beker j a
adalah proyeksi masing-masing gaya terhadap garis vertikal
(Y). Untuk skematika gaya seperti gambar 2 didapat sebagai
berikut:
= F2
.
.
cos 0 2
= F3
.
cos 0 3
Fly
= F1
F2y
F3y
cos 81
( IIannnh, J .
&
M . , J., Ililler, 1 9 7 7 : 1 9 ) .
(1)
Komponen-komponen gaya tersebut t e r l e t a k paa s a t u g a r i s
kerja, maka secara teoritis resultan ketiga gaya tersebut
adnlah
jumlah vektor
dari ketiga komponen tersebut,
formulasinya clapat ditulis sebagai berikut :
R = Fly + F2y
Jikn
gnyn
+
F3y
...........................
(2)
yang bckcrja tcrcliri dari n buah gaya, maka rumus
(2) menjai,
R = Fly + F2y + F3y
Sistem pembebanan
...........................
sepert i
gambar
(3)
1 , berada dalam
k c n d ~ ~s e
nt i m b a n g s t a t i s , m n k a b e r l a k u k a e d a h - k n e d n h
kesetim-bangan statis yaitu :
ZFX= 0 , Z F y
=
0 , z F z = 0 ( B u e c h e , 1977 : 9 )
.......
(4)
S e s u a i d e n g a n syarat k e s e t i m b n n g a n s t a t i s
=
0
F - R
=
0
F
=
R
F
=
Fly
Fy
maka
+
F2y
+
F3.y
+ . .. +
Fny
. .... . .. . . ( 5 )
B. Kerangka berfikir.
Sebuah benda yang digantungkan pada tiga utas benang,
m a s i n g - m a s i n g u j u n g b e n a n g d i p a s a n g k a n n e r a c a pegas s e p e r t i
g a m b a r 3 di b a w a h ini :
G a m b a r 3. R e s u l t a n g a y a t e o r i t i s m e n g g u n a k a n n e r a c a p e g a s .
9
G a y a berat b e n d a y a n g d i g a n t u n g k a n p a d a t i t i k b u h u l
(F),
ditahan oleh masing-masing benang penggantung titik buhul.
Berarti berat
penggantung
benda
(F) terurai pada masing-masing
titik buhul. Besar m a s i n g - m a s i n g
benang
gaya yang
bekerja pada benang bisa dibaca pada neraca pegas, arahnya
seperti ditunjukkan oleh t a n d a p a n a h . D e n g a n
demikian
jumlah vektor semua gaya yang dibaca pada neraca pegas ( R n )
diduga sarila dengan berat benda yang digantungkan pada titik
buhul (F).
Sebuah benda yang cligantungkan pada tiga utas benang,
masing-nlnsing benang digantungkan pada sebuah pully dan pada
mnsing-masing ujungnyn digantungkan bobot pengimbang seperti
gambar 4 di bawnh ini :
Gaa~bar 4.
Resul tan gaya leor i t is menggunakan bobot pengimbang.
Gaya berat benda yang digantungkan pada t i t i k buhul ( F ) ,
ditahan oleh masing-masing benang penggantung titik buhul.
Berarti berat benda (F) terurai pada masing-masing
penggantung
benang
titik buhul. Besar gaya y a n g bekerja pada
masing-masing benang sama dengan berat bobot pengimbang yang
digantungkan
pada masing-masing
ujung
benan, dengan
arah
gaya seperti ditunjukkan oleh tanda panah. Dengan demikian
jumlah vektor semua berat bobot pengimbang (Rb) dicluga sama
dengan berat benda yang digantungkan pada titik buhul (F).
C. Keaslian penclitian.
Secara teoritis kaedah atau prinsip yang menyatakan
bahwa " Resultan gaya yang bekerja pada suatu titik sama
dengan jumlah vektor clari seluruh gaya yang bekerja pada
titik
tersebut
"
(Johnston, Jr,
1983
:
S ) ,
suclah
diformulasikan dalam bentuk rumus-rumus matematika baik
untuk dua dimensi (biclang) rnaupun untuk tiga dimensi (ruang)
Alat percobaan untuk dua dimensi sudah ada di laboratorium
fisika FPTK IKIP Paclang, dan percobaannya sudah tlilakukan
oleh dosen dan rnahasiswa, tetapi alat percobaan untuk tiga
dimensi be lum pernah acla, dan percobaannyapun be lurn pernah
dicobakan,
baik
di
laboratorium
Fisika
maupun
di
laborator iurn Perencanan dan Pengu j ian Mes in Jurusan PT.
Mesin FPTK IKIP Padang.
METODOLOGI PENELITIAN
A. Tempat dnn waktu p e n e l i t i a n
Penelitian dilakuknn d i
laboratorium Perencanaan dan
Pcngujinn Mesin Jurusan P T . Mesin F P T K IKIP P a d a n g , dari
tnnggnl 4 April - 4 Juni 1996.
R.
Dcsign Penclitinn
/ - - - - - - - - - - - - - - - -\
I ALAT PERCOBAAN I
\ - - - - - - - - ------- /
I PERCOBAAN I
I GUNAKAN NERACA
I
PEGAS
I
HASIL
I PENGUKURAN;
)
I
\
I PERCOBAAN I 1
I GUNAKAN BOBOT
I PENGIMBANG
I
I
I
I
I
I ANALISA
1 TEORITIS
I
HASIL
I
I PENGUKURAN;
I
\
I
I
I
I
I
ANALISA
TEORITIS
/
I VARIANS
I VARIANS
/-----'-----\
I
I
JIKA
1
I
I HOMOGEN
I
JIKA
! HOMOGEN
.I
/--------- - - - - - - - - - \
I ALAT DAN PROSEDUR 1
I R I S A DIPAKAI UNTUK;I
I PERCODAAN
I
\-------------------/
Garnbar 5.
I
I
f HETEROGENI
t
/-------- ---------- \
I ALAT DAN PROSEDUR I
I TIDAK BISA DIPAKAI;
I UNTUK PERCORAAN
\------------------- /
Ucsign Penelitian
C. Teknik pengumpulan data.
Data dikumpulkan melalui dua kali percobaan. Percobaan
pertama menggunakan neraca pegas terdiri dari dua variabel
yaitu variabel resultan gaya t e o r i t i s r u m u s 5 ( X I )
variabel resultan gaya hasil p e n g u k u r a n ( X 2 ) .
dan
Percobaan
kedua menggunakan bobot pengimbang j u g a terdiri d a r i d u a
variabel yaitu variabel resultan gaya teoritis yang dihitung
d e n g a n r u m u s 5 (X3) d a n variabel r e s u l t a n g a y a hasil
pengukuran
menggunakan
bobot
pengimang
( X 4 ) . Proscclur
percobaan menggunakan neraca pegas adalah sebagai berikut:
1 . Rakit alat-alat percobaan sesuai dengan gambar percobaan.
2. Gantungkan neraca pegas pada alnt percobaan
scbanyak
tiga buah pada tempat yang b e r b e d a s e s u a i k e i n g i n a n
peneliti.
3. Hilangkan pengaruh berat neraca pegas terhndap pengukuran
gaya dengan cara rnengaturnya pada titik nol.
4. P a d a bagian bawah masing-masing n e r a c a p e g a s i k a t k a n
benang clan satukan semua benang menjadi satu titik yang
dinamakan titik buhul.
5. Gnntungkan
sebuah bencla pada titik buhul, yang berntna
sudah diketahui (F)..
6. Atur ujung benang vertikal tepat pacla titik buhul.
7. Baca
besar gaya yang terurai pada masing-masing neraca
pegas dan tnbulasikan scbagai F 1 , F2 clan setcrusnyn.
8. Ukur
suclut miring masing-masing b e n a n g n e r a c a p e g a s
terhadnp
benang
clan seterusnya.
vertikal dan tabulasikan sebagni 01, 0 2
13
9. Lakukan langkah k e 2 sampai langknh k e 8 untuk percobaan
4,
5,
7,
6,
8, 9 d a n l O b u a t i g a y a .
10.Hitung resultan gaya teoritis (Rn) dengan rumus (5).
Hasilnya seperti pada lampiran 1 .
1'1.0~ctl11
I. pcrcobnrlrl tricriggur~nkarl bobo t
pcng ilnbnn a d a 1 a h
scbagai berikut:
1 . R ~ k i talat-alat percobaan sesuai dengan gambar percobaan
2. Gantungkan
pi11 ly pada alat percobaan sebanyak tiga buah
pada tempat yang berbeda sesuai keinginan pcneliti.
3. M a s u k a n u j u n g b e n a n p a d a m a s i n g - m a s i n g r o d a p u l l y d a n
gantungkan bobot pengin~bang pada ujung benang yang sudah
diketahui beratnya.
4. S c ~ n u a u j u n g b e n a n g bagiari b a w a h s a t u k a n m e n j a d i s a t u
titik y n n g clinamakan titik buhul.
5. Gantungkan
sebuah benda pada titik buhul, yang beratnya
sudall dikclahui (F).
6. Atur ujung benang vertikal tepat pada titik buhul.
7 . Tentukan
(timbang) masing-masing berat bobot pengimbang
dan tnbulasikan sebagai F 1 , F 2 dan seterusnya.
8. Ukur
pada
sudut miring mas ing-masing benang yang menggantung
pul ly
terhadap benang
v e r t i k a l clan
tabulas ikan
sebagai 8 1 , 8 2 clan selerusnya.
9. Lakukan langkah k e 2 sampai langkah ke-8 untuk percobaan
4,
5,
6,
7,
8, 9 dan 10 buah gaya.
10. IIitung resultan g a y a teoritis (Rb) dengan rumus (5).
Masilnya seperti pada lampiran 2.
D. Teknik analisa data.
Langkah pertama hitung varians sampel keempat variabel
masing-masing
s12 Varians untuk variabel
varians untuk variabel
(X2),
~3~
varians
(XI),
S Z2
untuk
variabel
(X3) dan ~4~ varians untuk variabel ( X 4 ) .
Harga Fh dihitung dengan membandingkan varians terbe-
s12 dan
sar dengan varians terkecil diantara
untuk
~2~
percobaan yang rnenggunakan neraca pegas, ~3~ dan S 4
percobaan yang menggunakan
bobot
pengimbang.
untuk
Marga
Fh
dikonsultasikan dengan harga Ft tabel pada taraf signifikan
5% dengan d b pembilang ( N. vmak
vmin - I
)
- 1
)
dan db penyebut ( N.
N. vmak adalah jumlah subjek varians terbesar
dan N. vmin adalah jumlnh subjek varians terkecil. Bila Fh <
F t , maka kedua varians dinyatakan homogen dan bila harga Fh
>
Ft maka kedua varians dinyatakan heterogen. Analisisnya
pada lampirnn 3.
DAD I V
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAIIASAN
D a l a m bab
IV ini secara berturut-turut
ha1 yaitu: Pengujian hasil
percobaan
diuraikan dua
dan pembahasan hasil
penelitian.
A.
Pengujian Nasil percobaan
Pada bnb 1 1 1 clikemukakan bahwa percobaan dilakukan d u a
nincam,
mas ing-~nnsing pcngu j iannya aclalah sebagai berikut :
1 . P e n g u j i a n hasil p e r c o b a a n p e r t a m a m e n g g u n a k a n n e r a c a
pegas (data padn lampiran 1 )
antara
variabel
menggunakan
.
resultan
neraca
pegas
Untuk mengetahui perbeclaan
gaya
hasil
(X2) d e n g a n
pengukuran
resultan
gaya
teoritisnya ( X I ) cligunaknn uji kesanian dua varians.
Analisis selengkapnya pada lampiran 3 ,
D a r i hflsil a n a l i s i s d i p e r o l e h h a r g a F h =
Sc
tc I 1\11
tl
i korlsu 1 tcl:; i kr~n clcllgnn Iinrgi~ P t
s i g n j f i k a n s i 5% m a k a d i d a p a t h a r g a Ft
(Sucljnna, 1 9 9 2
:
499
.
1,16.
tnbcl pnda tnraf
(23/23) = 2 , 0 1
Berarti harga Fh c
Ft. Dengan
deniikian dapat disimpulkan bahwa tidak terdapnt perbedaan
yang signifikan antara resultan g a y a hasil pengukuran
menggunakan neraca pegas clcngan resultan gaya teoritisnya
pada taraf signifikansi 5%.
2. P e n g u j i a n h a s j l p e r c o b a a n k e d u a m e n g g u n a k a n b o b o t
pcngiliibang (data lampiran 1 ) .
Untuk mengetahui perbcdnnn
antara
gaya
variabel
mcnggunakan
bobot
rcsultan
pengimbang
(X4)
hasil
dengan
pengukuran
resultan gaya
l e o r i t i s n y a ( X 3 ) cligunakan u j i k e s a m a a n d u a v a r i a n s .
Analisis sclengkapnya pada lanipiran 3.
16
Dari hasil analisis diperoleh harga Fh = 1,24. Setelah
dikonsultasikan dengan harga Ft
tabel
pada
taraf
signifikansi 5% maka didapat h a r g a Ft ( 2 3 / 2 3 ) = 2 , O l .
Berarti hurga Fh < Ft.
Dengan demikian dapat disimpulkan
bahwa tidak terdapat p e r b e d a a n y a n g s i g n i f i k a n a n t a r a
resultan gaya hasil
pengukuran
menggunakan
pengimbang dengan resultan gaya teoritisnya pada
bobot
taraf
signifikansi 5%.
B. Pembahasan penelitian
Dari uji hasil percobaan pertama ditemukan bahwa tidak
terdapat perbedaan y a n g s i g n i f i k a n a n t a r a r e s u l t a n g a y a
hnsil
pengukuran menggunakan neraca pegas dengan resultan
gaya teoritisnya dan dari uji hasil percobaan kedua
ditemukan
bahwa
tidnk
terdapat
perbedaan
yang
signirikan
antara resultan gaya hasil p e n g u k u r a n m e n g g u n a k a n b o b o t
pengimbang dengan resultan gaya teoritisnya.
Alat-alat
percobaan
ini dirancang untuk
mengkondjsi
besar gaya (F), besar sudut miring gaya ( 8 ) dan jumlah gaya
(n) sehingga percobaan ini bisa dilakukan. Berarti percobaan
menggunakan neraca pegas dan bobot pengimbang yang dilakukan
d i bawah pengkondisian tersebut yang merupakan realita yang
sesungguhnya ternyata hasilnya sama dengan teoritisnya yang
dihitung dengan rumus secara ideal. Dengan demikian alat dan
prosedur percobaan ini bisa dipakai un tuk mengltkur resul tan
gaya tiga dimensi melalui 'percobaan menggunakan neraca pegas
atau bobot pengimbang.
KESIMPULAN, IMPLIKASI DAN SARAN-SARAN
p2/-
v,
A.
Kesimpulan hasil penelitian.
Berclasarkt~n hasilpenelitian dalam bab I V dapat disirn-
pulkan dan digenerasikan sebagai berikut :
1 . Ti d a k terdapat perbedaan yang signif ikan antara resul tan
gayahasil pengukuran m e n g g u n a k a n n e r a c a p e g a s d e n g a n
rcsultnn gayn tcoritisnya.
2. Tidak terdapat perbedaan yang signifikan antara resultan
gaya hasil pengukuran mcnggunakan bobot pengimbang dengan
resultan gaya teoritisnya.
3. Alnt
dnn prosedur percobaan dapat dipakai sebagai alat
d a n proseclur y a n g v a l i d u n t u k m e l a k u k a n p e r c o b a a n
resultti11 gaya
tiga dimensi di
laboratorium Perencanaan
dnn Pengujinn Mesin Jurusan PT. Mesin FPTK IKIP Padang.
n.
Kcterbntnsan p c n c l i t i n n
Terdapat
beberapa
kelemahan dan
keterbatasan
antara
1 ;I. i 11 :
1. Neracn pegas yang digunakan u n t u k rnengukur g a y a d a l a m
pencli tian ini hanya inernpunyai daya beda satu angka di
belskang koma ( 0,1 ) .
2. Dusur pengukur suclut yang digunakan dalam penelit ian ini
nlenlpunyai daya beda satu derajat ( lo ) .
C.
Implikasi penelitinn
Untuk mengajarkan pokok b a h a s a n r e s u l t a n g a y a tiga
dinlensi pada rnata kuliah Mekanika Teknik I di jurusan PT.
Mcs in '
I
I
I'adang
secarn k o n g k r i t
17
per lu di lakukan
.
kegiatan praktikum di laboratorium perencanaan dan pengujian
mesin jurusan P T . Mesin FPTK I K I P P a d a n g o l e h m a h a s i s w a
disamping menerima teori dari dosen. Dengan demikian alat
percobaan resultan gaya tiga dimensi ini bisa dipakai untuk
menunjang kegiatan praktikum di laboratorium tersebut.
D.
Saran-saran
U n t u k merealisasikan hasil penelitian i n i , m a k n
disampaikan saran-saran sebagai berikut:
1. Kepala
laboratorium perencanaan d a n pengu j ian m e s i n
Jurusan PT. Mesin FPTK IKIP P a d a n g d i h a r a p k a n d a p a t
menggunakan alat beserta prosedur percobaan resultan gaya
tiga dimensi ini sebagai a l a t , p e n u n j n n g p r a k t i k u m di
laboratorium tersebut.
2. Ketua jurusan PT. Mesin FPTK IKIP Padang diharapkan dapat
mengupayakan penggandaan alat praktikum ini.
3. Dosen yang memberikan rnata kuliah Mekanika Tcknik
I di
Jurusnn PT. Mesin FPTK IKIP P a d a n g d i h a r a p k a n d a p a t
melaksanakan
praktikum p e r c o b a a n
r e s u l t a n g a y a tiga
dimensi terhadap mahasiswanya di laboratorium tersebut.
4. Ragi peneliti yang ingin meneliti bidang ini diharapkan
clapat meneliti dengan alat ukur gaya dan sudut yang lebih
mempunyai daya beda yang sangat kecil serta jumlah gaya
yang lebih banyak.
B u e c t ~ e , P r e d o r i c k , .J., ( 1 9 7 7 ) . ULC-QLY.
and PLLQMC.IR
nf: c d h R r L
pl-.
New Yorlc : HcGraw-llil.1 Book C o m p a n y .
.
flannn.tl, J . .&.- H . ,
J . , f l i i l c r . Cl977). U ~ ~ D
U L&
O e r ~ n g.L l
: Pitrnnn P u b l i ~ h i n g .
s_cience-. Lorrdoli
J o h n s t o n , J r . , E . , Russell.. (1903). l b h a r . ~ Lfnr
~ ~ m-eers
s f U c _ s , New York : H c G r n w - l i i l l
I n t o r n a t i o n n l Boolt
Couipan y
.
(1002).
Tnrsito.
SudJnnn.
1
.
.
1
13nndung
:
Pcrlcrbit
1,ampirun 1.
D A T A IlASII, P R N G U K U M N HEHGGUNAKAN NERACA
UAN PEI~IIITUNGAN DENGAN R U H U S
PRGAS.
Lanlpirarl 2 .'
d
DATA I l A S 1 1 . L'IJNGUKUI~AA )tRNC(;IJNAKAN
IJUnOT I.'ENGI.HIJANG
DAN PI
VALIDASI ALAT PERCOBAAN
RESULTAN GAYA TIGA DIMENSI
OLEH
Dm. Darmawi M.Pd
Penelitisn dibiayai oleh :
Dana SPP/DPP Perguruan Tinggi IKlP Padang
Tahun Akademis 199511976
Surat Perjanjian Kerja No :594/PT37.H4.FPTK/1996
Tanggal :4 April 1996
INSTlTUT KEGIJRIJAN DAN ILMU PENDIDIKAN
PADANG
1996
,-&
_I-
ABSTRAK
DARMAWI. VALIDASI ALAT PERCOBAAN RESULTAN GAYA TIGA DIMENSI
Resultan g a y a tiga dimensi a d a l a h s a l a h s a t u p o k o k
bahasan dalam mata kuliah Mekanika Teknik I yang diajarkan
di Jurusan * P T . Mesin F P T K I K I P P a d a n g . M a t e r i ini h a r u s
dilengkapi d e n g a n praktikumnya y a n g dilakukan di
laboralor ium, sehingga bisa cli terilna oleh mahasiswa secara
k o n g r i t . Untuk melaksanakan
praktikum tersebut sangat
dibuluhkan alat-alat penunjang yang valid.
Penelitian
eksperimen ini ber tu juan : ( 1 ) membandingkan rcsul tan gaya
hasil pengukuran menggunakan ncraca pegas dengan resultan
g a y a teoritisnya ; ( 2 ) m e m b a n d i n g k a n r e s u l t a n g a y a hasil
pcngukurnnnicnggunakan bobot pengimbang dengan resultan gaya
teoritisnya. Objek pcnelitian terdiri dari 48 buah percobaan
yang d i lakukan menggunakan alat prakt ikum dan prosedur yang
dirancang sencljri .
Annlisis uji kesamaan varians variabcl rcsultan gayn
hasil pengukuran menggunakan neraca pegas dengan variabel
, sedangkan Ft tabel
tcoritisnyn, diperoleh harga Fh = 6
pada taraf signirikansi 5 % Ft (23/23) = 2,01 (Fh < Ft).
Rernrti tidak terdapat p e r b e d a a n y a n g s i g n i f i k a n a n t a r a
rcsullnr~ g n y n linsil pcngukuran nlenggunnkan n c r a c a p c g n s
dengan resultan gaya teoritisnya. A n a l i s i s uji k e s a m a a n
var ians var i abc 1 resu 1 tan gaya has i 1 pengukuran menggunakan
bobot pengilnbang dengan variabel tcoritisnya diperoleh harga
P h = 1 , 2 4 , scdangkan Ft tabcl pada taraf signifikansi 5 % Ft
(23/23) = 2 , 0 1 (Fh < Fh). Bcrarli lidak terdapa perbedaan
y a n g signifikan antara r e s u l t a n g a y a hasil p e n g u k u r a n
lncnggunakan b o b o t p e n g i m b a n g d e n g a n r c s u l t a n g a y a
Lcori 1 isnya. ncr~gan dcrlii kian a lat percobaan clan prosedurnya
1)isa dipnkai sebagai ala t p e r c o b a a n r e s u I tan g a y a t iga
tli~nerisj d i laboratorium P e r e n c a n a n d a n P e n g u j ian M e s i n
Jurusan PT.Mesin FPTK IKIP Padang.
KATA PENGANTAR
Puji syukur dipanjatkan kehadirat Tuhan Yang maha Esa,
atas segala berkat dan rahmatnya, sehingga peneliti dapat
menyelesaikan penelitian ini.
Dalam kesempatan
ini peneliti
mengucapkan
banyak
terima kasih kepada Bapak Dekan FPTK IKIP Padang beserta
staf yang telah mengalokasikan dana untuk penelitian ini.
Ucapan ter ima kasih juga d isampai kan k e p a d a Bapak
K e t u a J u r u s a n P T . M e s i n FPTK I K I P P a d a n g
dan kepala
laboratorium Perencanaan dan Pengujian Mesin yang telah
mernberikan fasilitas serta rekan-rekan staf pengajar yang
telah memberikan
saran-saran staf
pengajar
yang
telah
memberikan saran-saran sejak awaI sampai akhir pelaksanaan
penelitian ini.
Padang, 27 Mai 1936
Peneliti
Darmawi
DAFTAR IS1
J-la1 aman
..........................................
KATA PENGANTAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
DAFTAR IS1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
DAFTAR GAMBAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
IIAF'I'AR LAMPIRAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
ABSTRAK
BAB
I . PENDAIIULUAN
............
Perunlusan Masalah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Asurnsi penelitian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tujuan penelitian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Manfaat penelitian . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
iii
iv
v
1
1
B.
3
.
D.
E.
........................
A . Kajian/landasan teori . . . . . . . . . . . . . . . .
B . Kerangka berfikir . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
C . Kenslian penelitian . . . . . . . . . . . . . . . . . .
I 1 . TINJAUAN PUSTAKA
BAR I 1 1 . METODOLOCI PENELITIAN
A . Tempat
B . Design
.
D.
C
BAB
ii
A . Latar belakang penelitian
C
BAR
.............................
i
Teknik
Teknik
4
5
5
8
10
14
.........
15
......................
15
A . Hasil percobaan
.
3
...................
dan waktu penelitian . . . . . . . . . .
penelitian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
pengumpulan data . . . . . . . . . . . . . .
analisa data . . . . . . . . . . . . . . . . . .
IV . HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
B
3
Pembalitlsa~~
has i 1 perie 1 i t ian
..........
11
11
11
12
16
BAB
V. K E S I M P U L A N , I M P L I K A S I D A N S A R A N - S A R A N
...
17
...........
Keterbatasan penelitian . . . . . . . . . . . . . .
Implikasi penelitian . . . . . . . . . . . . . . . . .
Saran - saran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
18
...................................
19
A. K e s i m p u l a n hasil p e n e l i t i a n
17
R.
17
C.
D.
DAFTAR P U S T A K A
LAMPIRAN - LAMPIRAN
..............................
17
20
DAFTAR GAMBAR
Ila 1 aman
Gambar
..
.............................
1 . Alat p e r c o b a a n r e s u l t a n g a y a t i g a d i m e n s i
5
2. S k e m a t i k a g a y a
6
3. Resultan
pegas
teoritis
rnenggunakan n e r a c n
.....................................
4. R e s u l t a n
gaya
teoritis
rnenggunakan
8
bobot
................................
Penelitian
.........................
pcngimbang
5. D e s i g n
gaya
9
11
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampi ran
1. Data
hasil
pengukuran
menggunakan
pegas dan perhitungan dengan rumus
neraca
.........
2. D a t a hasil p e n g u k u r a n m e n g g u n a k a n bobot
3. U j i k e s a m a a n d u a v a r i a n s
pe-
......
...................
ngimbang dan perhitungan dengan rumus
20
22
24
A.
Latar b e l n k a n g penelitian.
Di Jurusan PT. Mesin FPTK IKIP Padang, pada semester
ketiga diberikan mata kuliah Mekanika Teknik I , yang
mengupas tentang prinsip statika (kesetimbangan) dua dimensi
(bidnng) dan statika tiga dimcnsi (ruang). Salah satau pokok
bahasannya adalah resultan ( jumlah ) gaya tiga dimcnsi.
"Mekanika adalah suatu cabang ilmu f i s i k a , y a n g
berhubungan dengan studi mengenai
gejala fisis, merupakan
dasar dari banyak ilmu-ilmu teknik dan merupakan persyaratan
rr~ula y n n g t itlak clapnt dihi langkan u n t u k m e m p e l a j a r i n y a .
Pendekatannya lebih dititik beratkan pada cara-cara deduktif
yang
menyerupni
pendekatan
matematika.
Mekanika
bukanlah
suatu ilmu y n n g a b s t r n k , tetapi a d a l a h s u a t u i l m u y a n g
terpakai ( terapan )" ( J o h n s t o n . J r . 1983 : 1).
Dengan
dernikian dibuktikan kenyataannya di dalam alam. Untuk itu
dosen dan mahasiswa harus m e m p e l a j a r i n y a d a l a m
k o n g k r i t , sehingga dapat m e m p e r m u d a h p e n g a m b a n g a n
ben tuk
lebih
lanjut c1an.memperjelas k o n t r i b u s i n y a t e r h a d a p i l m u - i l m u
lain.
Bila Mekanika hanya dipelajari dalam bentuk pendekatan
matematika yang bersifat
teoritis, tanpa dibuktikan secara
n y a t a , maka Mekanika tersebut m e r u p a k a n s u a t u ilmu y a n g
abstrak. Berarti ha1
ini b e r t e n t a n g a n d e n g a n s i f a t d a n
maksucl Mcknnikn yang sesungguhnya.
2
Laboratoriurn adalah suatu sarana untuk melatih keterarnpilan intelektual dan psikomotor mahasiswa melalui praktikum-praktikum yang dilaksanakan di laboratorium tersebut,
dengan
demikian mestinya
peralatan
lengknp yang
praktikum. D i
laboratorium h a r u s
dapat
menunjang
mempunyai
pelaksanaan
laboratorium Perencanaan clan Pengujian Mesin
jurusan PT. Mesin FPTK IKIP Padang, alat-alat percobaan yang
menun jang prakt ikum beberapa pokok b a h a s a n m n l a k u 1 i n t i
Mekanika Teknik I dan I1 serta beberapa mata kuliah bidang
studi lainnya memang sudah ada, sehingga pelaksanaan praktikumnya sudah berjalan. Tetapi pelaksanaan praktikum resultan
gaya tiga dimensi sampai saat ini belum pernah dilaksanakan,
karena ketiadaan alat penunjang, a k i b a t n y a keterarnpilan
intelektual clan psikomotor rnahasiswa di biclang ini t idak
pernah dibina. Untuk rnembina keterarnpilan intelektual dan
psikomotor mahasiswa di bidang tersebut, maka kemampuan daya
dukung laboratorium Perencanaan clan Pengujian Mesin Jurusan
PT. Mesin FPTK IKIP Padang perlu d i t i n g k a t k a n . U n t u k itu
penel i t i mencoba merancang dan membuat suatu alat percobaan
resultan gaya tiga dimensi serta prosedur percobaannya yang
dapat dipakai oleh dosen dan m a h a s i s w a untuk m e l a k u k a n
percobaan sejenis di laboratoriurn Perencanan dan Pengujian
Mesin Jurusan PT. Mesin FPTK IKIP Paclang. Untuk menentukan
apakah alat clan prosedur tersebut layak ntau tidak dipnkai
sebagai alat dan proseclur percobaan di
laboratorium perlu
cliteliti s e c a r a illniah. O l e h k a r e n a i t u l a h p e n e l i t i
melakukan penelitian terhadap alat percobaan ini.
3
Besar resultan gaya tiga dimensi clitentukan oleh tiga
faktor diantaranya : besar gaya ( F ) , besar sudut miring gaya
tcrhnclap gnris vertikal ( 8 ) clan j u m l a h g a y a y a n g b e k e r j a
(n). Alat percobaan
atas.
Jika
ini nkan mengkondisi
resul tan
hasi 1
pengukuran
ketiga faktor di
tidak
berbeda
signifikan terhadap hasil analisis secara tioritis maka alat
beserta prosedur percobaannya bisa dipakai sebagai alat dan
prosedur percobaan di laboratorium Perencnnaan dan Pengujian
Mesin PT. Mesin FPTK IKIP Padang.
B. Perurnusan Mnsalah
I.
Apakah alat ini bisa digunakan sebagai alat percobaan
resultan gaya
tiga dimensi, dengan alat ukur neraca
pegas.
2. Apnkah o l t i t
ini bisa digunnkan scbngni alat percobnan
resultan gaya tiga dimensi dengan alat ukur bobot
pe-
ng i mbang?
C. Asumsi-Asumsi Penelitian
1. Pengaruh berat neraca pegas terhadap pengukuran gaya
dikontrol.
2. Gesekan yang
terjadi pada p u l l y ,
sewaktu melakukan
percobaan menggunakan bobot pengimbang diabaikan
D. Tujuan Penelitian
T u j u a n yang ingin dicapai p a d a p e n e l i t i a n ini a d a l a h :
Merancang dan memvalidtasi
sesu l
sebuah alat percobaan
t a n gaya 1 iga dinlens i yang bisa mcnggunakan nernca
pegas atau bobot pengimbang sebagai alat ukur gaya.
E. M a n f a n t P e n e l i t i a n
H a s i l p e n e l i t i a n ini b e r u p a s e b u a h a l a t p e r c o b a a n b e s e r t a
prosedurnya
mahasiswa
dimensi
di
ynng
valid
dapa t
cligunakan
untuk melakukan percobaan
o 1 cli
Dosen
resultan gnya
laboratorium P e r e n c a n a a n d a n
dan
tiga
P e n g u j ia M e s i n
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin FTPK IKIP Padang.
B A D I1
TINJAUAN PUSTAKA
A . K a j i a n / lnndasan t e o r i
C a m b a r 1 . A l a t p e r c o b a a n r e s u l t a n g a y a t i g a dimcnsi
Alat-alat
sebagai berikut
yang
dibutuhka
dalam
percobaan
ini
adalah
:
1. K e r a n g k a
2. Neraca pegas
3. P u l l y
4. M a s s a
5. Benang
6. Busur
Berdasarkan gambar 1 di atas maka skematika g a y a dapat
dilukiskan sebagai berikut
:
G a m b a r 2. Skematika gaya
Keterangan :
Rn = Resultan gaya teoritis menggunakan neraca pegas.
Rb = Resultan gaya teoritis menggunakan bobot penginlbang
P
= Resultan gaya hasil percobaan
= Gaya-gaya yang bekerja
F 1 , F 2 , F3
01, 8 2 , 0 3 ,
= Sudut miring gaya terhadap garis vertikal
Fly, FZy, F 3 y = Komponen gaya-gaya vertikal.
Komponen vert ikal (Y) dar i g a y a - g a y a y a n g beker j a
adalah proyeksi masing-masing gaya terhadap garis vertikal
(Y). Untuk skematika gaya seperti gambar 2 didapat sebagai
berikut:
= F2
.
.
cos 0 2
= F3
.
cos 0 3
Fly
= F1
F2y
F3y
cos 81
( IIannnh, J .
&
M . , J., Ililler, 1 9 7 7 : 1 9 ) .
(1)
Komponen-komponen gaya tersebut t e r l e t a k paa s a t u g a r i s
kerja, maka secara teoritis resultan ketiga gaya tersebut
adnlah
jumlah vektor
dari ketiga komponen tersebut,
formulasinya clapat ditulis sebagai berikut :
R = Fly + F2y
Jikn
gnyn
+
F3y
...........................
(2)
yang bckcrja tcrcliri dari n buah gaya, maka rumus
(2) menjai,
R = Fly + F2y + F3y
Sistem pembebanan
...........................
sepert i
gambar
(3)
1 , berada dalam
k c n d ~ ~s e
nt i m b a n g s t a t i s , m n k a b e r l a k u k a e d a h - k n e d n h
kesetim-bangan statis yaitu :
ZFX= 0 , Z F y
=
0 , z F z = 0 ( B u e c h e , 1977 : 9 )
.......
(4)
S e s u a i d e n g a n syarat k e s e t i m b n n g a n s t a t i s
=
0
F - R
=
0
F
=
R
F
=
Fly
Fy
maka
+
F2y
+
F3.y
+ . .. +
Fny
. .... . .. . . ( 5 )
B. Kerangka berfikir.
Sebuah benda yang digantungkan pada tiga utas benang,
m a s i n g - m a s i n g u j u n g b e n a n g d i p a s a n g k a n n e r a c a pegas s e p e r t i
g a m b a r 3 di b a w a h ini :
G a m b a r 3. R e s u l t a n g a y a t e o r i t i s m e n g g u n a k a n n e r a c a p e g a s .
9
G a y a berat b e n d a y a n g d i g a n t u n g k a n p a d a t i t i k b u h u l
(F),
ditahan oleh masing-masing benang penggantung titik buhul.
Berarti berat
penggantung
benda
(F) terurai pada masing-masing
titik buhul. Besar m a s i n g - m a s i n g
benang
gaya yang
bekerja pada benang bisa dibaca pada neraca pegas, arahnya
seperti ditunjukkan oleh t a n d a p a n a h . D e n g a n
demikian
jumlah vektor semua gaya yang dibaca pada neraca pegas ( R n )
diduga sarila dengan berat benda yang digantungkan pada titik
buhul (F).
Sebuah benda yang cligantungkan pada tiga utas benang,
masing-nlnsing benang digantungkan pada sebuah pully dan pada
mnsing-masing ujungnyn digantungkan bobot pengimbang seperti
gambar 4 di bawnh ini :
Gaa~bar 4.
Resul tan gaya leor i t is menggunakan bobot pengimbang.
Gaya berat benda yang digantungkan pada t i t i k buhul ( F ) ,
ditahan oleh masing-masing benang penggantung titik buhul.
Berarti berat benda (F) terurai pada masing-masing
penggantung
benang
titik buhul. Besar gaya y a n g bekerja pada
masing-masing benang sama dengan berat bobot pengimbang yang
digantungkan
pada masing-masing
ujung
benan, dengan
arah
gaya seperti ditunjukkan oleh tanda panah. Dengan demikian
jumlah vektor semua berat bobot pengimbang (Rb) dicluga sama
dengan berat benda yang digantungkan pada titik buhul (F).
C. Keaslian penclitian.
Secara teoritis kaedah atau prinsip yang menyatakan
bahwa " Resultan gaya yang bekerja pada suatu titik sama
dengan jumlah vektor clari seluruh gaya yang bekerja pada
titik
tersebut
"
(Johnston, Jr,
1983
:
S ) ,
suclah
diformulasikan dalam bentuk rumus-rumus matematika baik
untuk dua dimensi (biclang) rnaupun untuk tiga dimensi (ruang)
Alat percobaan untuk dua dimensi sudah ada di laboratorium
fisika FPTK IKIP Paclang, dan percobaannya sudah tlilakukan
oleh dosen dan rnahasiswa, tetapi alat percobaan untuk tiga
dimensi be lum pernah acla, dan percobaannyapun be lurn pernah
dicobakan,
baik
di
laboratorium
Fisika
maupun
di
laborator iurn Perencanan dan Pengu j ian Mes in Jurusan PT.
Mesin FPTK IKIP Padang.
METODOLOGI PENELITIAN
A. Tempat dnn waktu p e n e l i t i a n
Penelitian dilakuknn d i
laboratorium Perencanaan dan
Pcngujinn Mesin Jurusan P T . Mesin F P T K IKIP P a d a n g , dari
tnnggnl 4 April - 4 Juni 1996.
R.
Dcsign Penclitinn
/ - - - - - - - - - - - - - - - -\
I ALAT PERCOBAAN I
\ - - - - - - - - ------- /
I PERCOBAAN I
I GUNAKAN NERACA
I
PEGAS
I
HASIL
I PENGUKURAN;
)
I
\
I PERCOBAAN I 1
I GUNAKAN BOBOT
I PENGIMBANG
I
I
I
I
I
I ANALISA
1 TEORITIS
I
HASIL
I
I PENGUKURAN;
I
\
I
I
I
I
I
ANALISA
TEORITIS
/
I VARIANS
I VARIANS
/-----'-----\
I
I
JIKA
1
I
I HOMOGEN
I
JIKA
! HOMOGEN
.I
/--------- - - - - - - - - - \
I ALAT DAN PROSEDUR 1
I R I S A DIPAKAI UNTUK;I
I PERCODAAN
I
\-------------------/
Garnbar 5.
I
I
f HETEROGENI
t
/-------- ---------- \
I ALAT DAN PROSEDUR I
I TIDAK BISA DIPAKAI;
I UNTUK PERCORAAN
\------------------- /
Ucsign Penelitian
C. Teknik pengumpulan data.
Data dikumpulkan melalui dua kali percobaan. Percobaan
pertama menggunakan neraca pegas terdiri dari dua variabel
yaitu variabel resultan gaya t e o r i t i s r u m u s 5 ( X I )
variabel resultan gaya hasil p e n g u k u r a n ( X 2 ) .
dan
Percobaan
kedua menggunakan bobot pengimbang j u g a terdiri d a r i d u a
variabel yaitu variabel resultan gaya teoritis yang dihitung
d e n g a n r u m u s 5 (X3) d a n variabel r e s u l t a n g a y a hasil
pengukuran
menggunakan
bobot
pengimang
( X 4 ) . Proscclur
percobaan menggunakan neraca pegas adalah sebagai berikut:
1 . Rakit alat-alat percobaan sesuai dengan gambar percobaan.
2. Gantungkan neraca pegas pada alnt percobaan
scbanyak
tiga buah pada tempat yang b e r b e d a s e s u a i k e i n g i n a n
peneliti.
3. Hilangkan pengaruh berat neraca pegas terhndap pengukuran
gaya dengan cara rnengaturnya pada titik nol.
4. P a d a bagian bawah masing-masing n e r a c a p e g a s i k a t k a n
benang clan satukan semua benang menjadi satu titik yang
dinamakan titik buhul.
5. Gnntungkan
sebuah bencla pada titik buhul, yang berntna
sudah diketahui (F)..
6. Atur ujung benang vertikal tepat pacla titik buhul.
7. Baca
besar gaya yang terurai pada masing-masing neraca
pegas dan tnbulasikan scbagai F 1 , F2 clan setcrusnyn.
8. Ukur
suclut miring masing-masing b e n a n g n e r a c a p e g a s
terhadnp
benang
clan seterusnya.
vertikal dan tabulasikan sebagni 01, 0 2
13
9. Lakukan langkah k e 2 sampai langknh k e 8 untuk percobaan
4,
5,
7,
6,
8, 9 d a n l O b u a t i g a y a .
10.Hitung resultan gaya teoritis (Rn) dengan rumus (5).
Hasilnya seperti pada lampiran 1 .
1'1.0~ctl11
I. pcrcobnrlrl tricriggur~nkarl bobo t
pcng ilnbnn a d a 1 a h
scbagai berikut:
1 . R ~ k i talat-alat percobaan sesuai dengan gambar percobaan
2. Gantungkan
pi11 ly pada alat percobaan sebanyak tiga buah
pada tempat yang berbeda sesuai keinginan pcneliti.
3. M a s u k a n u j u n g b e n a n p a d a m a s i n g - m a s i n g r o d a p u l l y d a n
gantungkan bobot pengin~bang pada ujung benang yang sudah
diketahui beratnya.
4. S c ~ n u a u j u n g b e n a n g bagiari b a w a h s a t u k a n m e n j a d i s a t u
titik y n n g clinamakan titik buhul.
5. Gantungkan
sebuah benda pada titik buhul, yang beratnya
sudall dikclahui (F).
6. Atur ujung benang vertikal tepat pada titik buhul.
7 . Tentukan
(timbang) masing-masing berat bobot pengimbang
dan tnbulasikan sebagai F 1 , F 2 dan seterusnya.
8. Ukur
pada
sudut miring mas ing-masing benang yang menggantung
pul ly
terhadap benang
v e r t i k a l clan
tabulas ikan
sebagai 8 1 , 8 2 clan selerusnya.
9. Lakukan langkah k e 2 sampai langkah ke-8 untuk percobaan
4,
5,
6,
7,
8, 9 dan 10 buah gaya.
10. IIitung resultan g a y a teoritis (Rb) dengan rumus (5).
Masilnya seperti pada lampiran 2.
D. Teknik analisa data.
Langkah pertama hitung varians sampel keempat variabel
masing-masing
s12 Varians untuk variabel
varians untuk variabel
(X2),
~3~
varians
(XI),
S Z2
untuk
variabel
(X3) dan ~4~ varians untuk variabel ( X 4 ) .
Harga Fh dihitung dengan membandingkan varians terbe-
s12 dan
sar dengan varians terkecil diantara
untuk
~2~
percobaan yang rnenggunakan neraca pegas, ~3~ dan S 4
percobaan yang menggunakan
bobot
pengimbang.
untuk
Marga
Fh
dikonsultasikan dengan harga Ft tabel pada taraf signifikan
5% dengan d b pembilang ( N. vmak
vmin - I
)
- 1
)
dan db penyebut ( N.
N. vmak adalah jumlah subjek varians terbesar
dan N. vmin adalah jumlnh subjek varians terkecil. Bila Fh <
F t , maka kedua varians dinyatakan homogen dan bila harga Fh
>
Ft maka kedua varians dinyatakan heterogen. Analisisnya
pada lampirnn 3.
DAD I V
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAIIASAN
D a l a m bab
IV ini secara berturut-turut
ha1 yaitu: Pengujian hasil
percobaan
diuraikan dua
dan pembahasan hasil
penelitian.
A.
Pengujian Nasil percobaan
Pada bnb 1 1 1 clikemukakan bahwa percobaan dilakukan d u a
nincam,
mas ing-~nnsing pcngu j iannya aclalah sebagai berikut :
1 . P e n g u j i a n hasil p e r c o b a a n p e r t a m a m e n g g u n a k a n n e r a c a
pegas (data padn lampiran 1 )
antara
variabel
menggunakan
.
resultan
neraca
pegas
Untuk mengetahui perbeclaan
gaya
hasil
(X2) d e n g a n
pengukuran
resultan
gaya
teoritisnya ( X I ) cligunaknn uji kesanian dua varians.
Analisis selengkapnya pada lampiran 3 ,
D a r i hflsil a n a l i s i s d i p e r o l e h h a r g a F h =
Sc
tc I 1\11
tl
i korlsu 1 tcl:; i kr~n clcllgnn Iinrgi~ P t
s i g n j f i k a n s i 5% m a k a d i d a p a t h a r g a Ft
(Sucljnna, 1 9 9 2
:
499
.
1,16.
tnbcl pnda tnraf
(23/23) = 2 , 0 1
Berarti harga Fh c
Ft. Dengan
deniikian dapat disimpulkan bahwa tidak terdapnt perbedaan
yang signifikan antara resultan g a y a hasil pengukuran
menggunakan neraca pegas clcngan resultan gaya teoritisnya
pada taraf signifikansi 5%.
2. P e n g u j i a n h a s j l p e r c o b a a n k e d u a m e n g g u n a k a n b o b o t
pcngiliibang (data lampiran 1 ) .
Untuk mengetahui perbcdnnn
antara
gaya
variabel
mcnggunakan
bobot
rcsultan
pengimbang
(X4)
hasil
dengan
pengukuran
resultan gaya
l e o r i t i s n y a ( X 3 ) cligunakan u j i k e s a m a a n d u a v a r i a n s .
Analisis sclengkapnya pada lanipiran 3.
16
Dari hasil analisis diperoleh harga Fh = 1,24. Setelah
dikonsultasikan dengan harga Ft
tabel
pada
taraf
signifikansi 5% maka didapat h a r g a Ft ( 2 3 / 2 3 ) = 2 , O l .
Berarti hurga Fh < Ft.
Dengan demikian dapat disimpulkan
bahwa tidak terdapat p e r b e d a a n y a n g s i g n i f i k a n a n t a r a
resultan gaya hasil
pengukuran
menggunakan
pengimbang dengan resultan gaya teoritisnya pada
bobot
taraf
signifikansi 5%.
B. Pembahasan penelitian
Dari uji hasil percobaan pertama ditemukan bahwa tidak
terdapat perbedaan y a n g s i g n i f i k a n a n t a r a r e s u l t a n g a y a
hnsil
pengukuran menggunakan neraca pegas dengan resultan
gaya teoritisnya dan dari uji hasil percobaan kedua
ditemukan
bahwa
tidnk
terdapat
perbedaan
yang
signirikan
antara resultan gaya hasil p e n g u k u r a n m e n g g u n a k a n b o b o t
pengimbang dengan resultan gaya teoritisnya.
Alat-alat
percobaan
ini dirancang untuk
mengkondjsi
besar gaya (F), besar sudut miring gaya ( 8 ) dan jumlah gaya
(n) sehingga percobaan ini bisa dilakukan. Berarti percobaan
menggunakan neraca pegas dan bobot pengimbang yang dilakukan
d i bawah pengkondisian tersebut yang merupakan realita yang
sesungguhnya ternyata hasilnya sama dengan teoritisnya yang
dihitung dengan rumus secara ideal. Dengan demikian alat dan
prosedur percobaan ini bisa dipakai un tuk mengltkur resul tan
gaya tiga dimensi melalui 'percobaan menggunakan neraca pegas
atau bobot pengimbang.
KESIMPULAN, IMPLIKASI DAN SARAN-SARAN
p2/-
v,
A.
Kesimpulan hasil penelitian.
Berclasarkt~n hasilpenelitian dalam bab I V dapat disirn-
pulkan dan digenerasikan sebagai berikut :
1 . Ti d a k terdapat perbedaan yang signif ikan antara resul tan
gayahasil pengukuran m e n g g u n a k a n n e r a c a p e g a s d e n g a n
rcsultnn gayn tcoritisnya.
2. Tidak terdapat perbedaan yang signifikan antara resultan
gaya hasil pengukuran mcnggunakan bobot pengimbang dengan
resultan gaya teoritisnya.
3. Alnt
dnn prosedur percobaan dapat dipakai sebagai alat
d a n proseclur y a n g v a l i d u n t u k m e l a k u k a n p e r c o b a a n
resultti11 gaya
tiga dimensi di
laboratorium Perencanaan
dnn Pengujinn Mesin Jurusan PT. Mesin FPTK IKIP Padang.
n.
Kcterbntnsan p c n c l i t i n n
Terdapat
beberapa
kelemahan dan
keterbatasan
antara
1 ;I. i 11 :
1. Neracn pegas yang digunakan u n t u k rnengukur g a y a d a l a m
pencli tian ini hanya inernpunyai daya beda satu angka di
belskang koma ( 0,1 ) .
2. Dusur pengukur suclut yang digunakan dalam penelit ian ini
nlenlpunyai daya beda satu derajat ( lo ) .
C.
Implikasi penelitinn
Untuk mengajarkan pokok b a h a s a n r e s u l t a n g a y a tiga
dinlensi pada rnata kuliah Mekanika Teknik I di jurusan PT.
Mcs in '
I
I
I'adang
secarn k o n g k r i t
17
per lu di lakukan
.
kegiatan praktikum di laboratorium perencanaan dan pengujian
mesin jurusan P T . Mesin FPTK I K I P P a d a n g o l e h m a h a s i s w a
disamping menerima teori dari dosen. Dengan demikian alat
percobaan resultan gaya tiga dimensi ini bisa dipakai untuk
menunjang kegiatan praktikum di laboratorium tersebut.
D.
Saran-saran
U n t u k merealisasikan hasil penelitian i n i , m a k n
disampaikan saran-saran sebagai berikut:
1. Kepala
laboratorium perencanaan d a n pengu j ian m e s i n
Jurusan PT. Mesin FPTK IKIP P a d a n g d i h a r a p k a n d a p a t
menggunakan alat beserta prosedur percobaan resultan gaya
tiga dimensi ini sebagai a l a t , p e n u n j n n g p r a k t i k u m di
laboratorium tersebut.
2. Ketua jurusan PT. Mesin FPTK IKIP Padang diharapkan dapat
mengupayakan penggandaan alat praktikum ini.
3. Dosen yang memberikan rnata kuliah Mekanika Tcknik
I di
Jurusnn PT. Mesin FPTK IKIP P a d a n g d i h a r a p k a n d a p a t
melaksanakan
praktikum p e r c o b a a n
r e s u l t a n g a y a tiga
dimensi terhadap mahasiswanya di laboratorium tersebut.
4. Ragi peneliti yang ingin meneliti bidang ini diharapkan
clapat meneliti dengan alat ukur gaya dan sudut yang lebih
mempunyai daya beda yang sangat kecil serta jumlah gaya
yang lebih banyak.
B u e c t ~ e , P r e d o r i c k , .J., ( 1 9 7 7 ) . ULC-QLY.
and PLLQMC.IR
nf: c d h R r L
pl-.
New Yorlc : HcGraw-llil.1 Book C o m p a n y .
.
flannn.tl, J . .&.- H . ,
J . , f l i i l c r . Cl977). U ~ ~ D
U L&
O e r ~ n g.L l
: Pitrnnn P u b l i ~ h i n g .
s_cience-. Lorrdoli
J o h n s t o n , J r . , E . , Russell.. (1903). l b h a r . ~ Lfnr
~ ~ m-eers
s f U c _ s , New York : H c G r n w - l i i l l
I n t o r n a t i o n n l Boolt
Couipan y
.
(1002).
Tnrsito.
SudJnnn.
1
.
.
1
13nndung
:
Pcrlcrbit
1,ampirun 1.
D A T A IlASII, P R N G U K U M N HEHGGUNAKAN NERACA
UAN PEI~IIITUNGAN DENGAN R U H U S
PRGAS.
Lanlpirarl 2 .'
d
DATA I l A S 1 1 . L'IJNGUKUI~AA )tRNC(;IJNAKAN
IJUnOT I.'ENGI.HIJANG
DAN PI