LAPORAN TETAP PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
LAPORAN TETAP PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
PENGUKURAN MEKANIK DAN KETIDAKPASTIAN LENSA
MENENTUKAN PERCEPATAN GRAVITASI DENGAN METODE BANDUL MATEMATIS
GERAK LURUS BERATURAN ELASTISITAS KALORIMETER BLOCK
DISUSUN OLEH :
1. ENDANG SRI WAHYUNI
(E1Q015015)
2. HIDAYATUL AINI
(E1Q015022)
3. IMAM AL-ANSHORI
(E1Q015027)
4. LINDA LUSIANA MUSLIM
(E1Q015033)
5. M. TEGAR SEPTIAJI P.
(E1Q015034)
6. NINING SEPTI WULANDANI
(E1Q015044)
7. NURMAWAN IKA FEBIATI
(E1Q015050)
8. SITI ROHIMAH
(E1Q015062)
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA JURUSAN PENDIDIKAN MIPA FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS MATARAM 2015
LEMBAR PENGESAHAN
Laporan Praktikum Fisika Dasar I ini disahkan sebagai syarat dalam menyelesaikan mata kuliah Fisika Dasar I pada Program Studi Pendidikan Fisika Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Mataram.
Disahkan di Mataram, pada tanggal 21 Desember 2015
Mengetahui,
Asisten I Asisten II
( NURUL HIKMAWATI ) ( RAEHANA TUQALBY ) NIM : E1Q013037
NIM : E1Q013043
Asisten III Asisten IV
( RAHMATULLAH ) ( YULI ) NIM : E1Q013045
NIM : E1Q013059
Disetujui dan disahkan oleh: Dosen Pembina Mata Kuliah Fisika Dasar I :
Dosen Pembina I Dosen Pembina II
I Wayan Gunada, S.Si., M.Pd. NIP:19630522 198903 1 004
Dr. Joni Rokhmat, M.Si.
NIP: 19750815 200501 1 001
KATA PENGANTAR
Puji syukur ke hadirat Allah, karena atas ridha, rahmat, dan nikmat-Nya, kami dapat menyelesaikan Laporan Akhir Fisika Dasar I ini. Shalawat serta salam semoga selalu tercurahkan pada junjungan alam, Nabi Muhammad S.A.W. yang telah membimbing kita semua pada jalan kebenaran.
Laporan Akhir Fisika Dasar I ini disusun sebagai bukti telah mengikuti praktikum Fisika Dasar I pada Program Studi Pendidikan Fisika Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Mataram. Laporan ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan mata kuliah Fisika Dasar I. Laporan akhir ini berisi kumpulan laporan praktikum sesuai dengan urutan acara masing-masing yang telah diberi beberapa perbaikan didalamnya.
Tidak lupa kami menyampaikan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam penyelesaian laporan akhir ini. Salah satunya yaitu assisten praktikum yang telah mengarahkan kami saat praktikum berlangsung dan kepada teman-teman yang telah mendukung kami sepenuhnya.
Sebagai seorang manusia biasa, kami pun tak luput dari kesalahan dalam menyusun laporan ini. Kami sadar bahwa banyak terdapat kekurangan dalam laporan akhir ini, baik dari segi penyusunan maupun isi. Untuk itu kami mengharapkan saran dan tanggapannya pada laporan akhir yang kami susun ini.
Demikian laporan akhir ini disusun agar dapat diterima dan digunakan sebagai acuan untuk laporan-laporan selanjutnya.
Mataram, 21 Desember 2015
Penulis
PERCOBAAN I DASAR PENGUKURAN DAN KETIDAKPASTIAN
A. Pelaksanaan Praktikum
1. Tujuan : - Mahasiswa dapat mengetahui bagian-bagian mikrometer sekrup dan jangka sorong, ketelitian, dan kegunaannya. - Mahasiswa dapat menggunakan alat-alat ukur mekanik (mikrometer sekrup dan jangka sorong). - Mahasiswa dapat menghitung ketidakpastian pada
pengukuran tunggal dan berulang.
- Mahasiswa dapat mengaplikasikan konsep ketidakpastian dan angka berarti dalam pengolahan hasil pengukuran.
2. Hari, tanggal : Sabtu, 17 Oktober 2015
3. Tempat : Laboratorium Fisika, FKIP Universitas Mataram.
B. Landasan Teori
Mengukur adalah membandingkan antara dua hal, biasanya salah satunya adalah suatu standar yang menjadi alat ukur. Ketika kita mengukur jarak antara dua titik, kita membandingkan jarak dua titik tersebut dengan jarak suatu standar panajang, misalnya panjang tongkat meteran. Ketika kita mengukur berat suatu benda, kita membandingkan berat benda tadi dengan berat benda standar ( Murdaka, 2007 : 6 ).
Kemudian, kita mendefinisikan suatu standar, yaitu suatu acuan yang berfungsi sebagai patokan pembanding bagi semua contoh lain dari besaran bersangkutan. Salah satu contohnya adalah kelajuan. Kelajuan didefinisikan ke dalam pertalian dengan besaran-besaran dasar panjang dan waktu, serta standar-standar dasar yang terkait. Standar-standar dasar harus dapat diakses dan juga harus berlaku sebagai faktor yang tetap. Salah satu contoh satuan dasar adalah meter dengan simbol satuan m, dan meter merupakan satuan dari besaran panjang (Bachtiar, 2004: 32).
Pengukuran yang akurat merupakan bagian penting dari fisika. Tetapi tidak ada pengukuran yang benar-benar tepat. Ada ketidakpastian yang berhubungan dengan setiap pengukuran, ketidakpastian muncul dari sumber yang berbeda. Di antara yang paling penting, selain kesalahan adalah keterbatasan ketepatan alat ukur dan Pengukuran yang akurat merupakan bagian penting dari fisika. Tetapi tidak ada pengukuran yang benar-benar tepat. Ada ketidakpastian yang berhubungan dengan setiap pengukuran, ketidakpastian muncul dari sumber yang berbeda. Di antara yang paling penting, selain kesalahan adalah keterbatasan ketepatan alat ukur dan
C. Alat dan Bahan
Alat dan bahan pada praktikum ini adalah :
1. Alat
a. Jangka Sorong
2 buah
b. Mikrometer Sekrup
1 buah
2. Bahan
a. Kelereng
6 buah
b. Uang logam Rp 100
6 buah
c. Uang logam Rp 200
6 buah
d. Uang logam Rp 500
6 buah
e. Pipa plastik
4 buah
D. Cara Kerja
Untuk mendapatkan hasil yang baik maka dilakukan langkah-langkah berikut :
1. Jangka Sorong
a. Mengukur diameter uang logam
1) Memutar sekrup pengunci, kemudian menggeser rahang geser bawah sampai rahang bawah terbuka,
2) Meletakkan uang logam pada rahang bawah,
3) Menggeser rahang geser bawah hingga uang logam tepat berada di antara rahang bawah dan tidak bergerak lagi,
4) Memutar sekrup pengunci agar rahang bawah tidak bergerak lagi,
5) Membaca skala yang ditunjukkan pada jangka sorong,
6) Mencatat hasil pengukuran diameter uang logam pada tabel hasil pengamatan, dan
7) Mengulangi langkah-langkah tersebut hingga enam kali.
b. Mengukur kedalaman pipa plastik
1) Memutar sekrup pengunci, kemudian menggeser rahang geser sampai rahang terbuka,
2) Meletakkan gelas pada tangkai ukur kedalaman,
3) Menggeser tangkai ukur kedalaman hingga bagian ujung tangkai ukur kedalaman tepat mengenai ujung dalam pipa plastik,
4) Memutar sekrup pengunci agar rahang bawah tidak bergerak lagi,
5) Membaca skala yang ditunjukkan pada jangka sorong,
6) Mencatat hasil pengukuran diameter uang logam pada tabel hasil pengamatan, dan
7) Mengulangi langkah-langkah tersebut hingga enam kali.
c. Mengukur diameter luar pipa plastik
1) Memutar sekrup pengunci, kemudian menggeser rahang geser sampai rahang terbuka,
2) Meletakkan pipa plastik pada rahang bawah, dengan memasukkan kedua rahang bawah kedalam pipa plastik,
3) Menggeser rahang geser hingga kedua rahang bawah tepat menegenai sisi samping bagian dalam pipa plastik,
4) Memutar sekrup pengunci agar rahang bawah tidak bergerak lagi,
5) Membaca skala yang ditunjukkan pada jangka sorong,
6) Mencatat hasil pengukuran diameter uang logam pada table hasil pengamatan, dan
7) Mengulangi langkah-langkah tersebut hingga enam kali.
2. Mikrometer Sekrup
a. Mengukur ketebalan uang logam
1) Membuka pengunci pada mikrometer sekrup,
2) Memutar gagang pemutar hingga rahangnya terbuka,
3) Meletakkan uang logam antara anvil dan spindle,
4) Memutar ratchet knob untuk menggerakkan spindle agar sisi benda yang diukur tepat berada diantara anvil dan spindle,
5) Menekan pengunci hingga terdengar bunyi klik agar spindle tidak bergerak
6) Mengamati dan membaca skala yang ditunjukan mikrometer sekrup,
7) Mencatat hasil pengukuran ketebalan uang logam pada tabel hasil pengamatan, dan
8) Mengulangi langkah-langkah tersebut hingga enam kali.
b. Mengukur ketebalan kelereng
1) Membuka pengunci pada mikrometer sekrup,
2) Memutar gagang pemutar hingga rahangnya terbuka,
3) Meletakkan kelereng antara anvil dan spindle,
4) Memutar ratcet knob untuk menggerakkan spindle agar sisi benda yang diukur tepat berada diantara anvil dan spindle,
5) Menekan pengunci hingga terdengar bunyi klik agar spindle tidak bergerak lagi,
6) Mengamati dan membaca skala yang ditunjukan mikrometer sekrup,
7) Mencatat hasil pengukuran ketebalan kelereng pada tabel hasil pengamatan, dan
8) Mengulangi langkah-langkah tersebut hingga enam kali.
E. Hasil Pengamatan
1. Tabel Hasil Pengukuran
a. Tabel hasil pengukuran jangka sorong
Tabel 1.1 hasil pengukuran diameter menggunakan jangka sorong
Kedalaman Diameter No uang logam
uang logam Pipa plastik Luar pipa Rp 200
uang logam
X 1 24,00 mm
22,90 mm
26,20 mm
109,30 mm 28,00 mm
X 2 24,00 mm
22,90 mm
26,10 mm
105,00 mm 28,00 mm
X 3 24,10 mm
22,80 mm
29,20 mm
105,60 mm 28,00 mm
X 4 24,10 mm
22,90 mm
29,30 mm
105,10 mm 28,00 mm
X 5 24,00 mm
22,90 mm
29,30 mm
105,80 mm 28,00 mm
105,10 mm 28,00 mm ̅
X 6 24,00 mm
105,98 mm 28,00 mm 105,98 mm 28,00 mm
Ketebalan uang Ketebalan No Rp 100 (mm)
Ketebalan uang
Ketebalan uang
Rp 200 (mm)
Rp 500 (mm)
kelereng (mm)
2. Tabel selisih hasil pengukuran
a. Tabel selisih hasil pengukuran jangka sorong
Table 2.1 selisih hasil pengukuran diameter menggunakan jangka sorong
selisih selisih No diameter
selisih
selisih
diameter diameter luar Rp 100
dalam pipa pipa
X 1 0,02
X 2 0,02
X 3 0,02
X 4 0,02
X 5 0,02
X 6 0,02
| ̅| selisih No
ketebalan pada . Rp 100 (mm)
ketebalan uang
ketebalan uang
ketebalan uang
Rp 200 (mm)
Rp 500 (mm)
kelereng (mm)
a. Gambar jangka sorong
Rahang atas
Sekrup pengunci
Rahang Depth probe
Skala utama
tetap
Rahang geser
Skala nonius Rahang bawah
Gambar 3.1 jangka sorong dan bagian-bagiannya
Tabel 3.2 keterangan gambar jangka sorong
No Nama bagian
Fungsi
1. Rahang bawah Mengukur ketebalan dan diameter luar benda.
2. Rahang atas Mengukur diameter dalam benda.
3. Rahang tetap Penyangga untuk mengukur diameter terluar.
4. Rahang geser Mengukur diameter luar dengan cara
digerakkan.
5. Skala utama Menentukan nilai hasil pengukuran.
6. Skala nonius Untuk meningkatkan ketelitian pembaca alat ukur.
7. Sekrup Untuk mengunci jangka sorong agar rahang pengunci
tidak bergerak.
8. Pengukur Mengukur kedalaman suatu benda. kedalaman (depth probe)
Gambar 3.3 mikrometer sekrup dan bagian-bagiannya
Tabel 3.4 keterangan gambar mikrometer sekrup No Nama bagian
Fungsi
1. Frame (bingkai) Meminimalkan peregangan dan pengerutan yang mengganggu pengukuran. Dilapisi plastik agar tidak ada hantaran panas.
2. Anvil (landasan) Sebagai penahan ketika benda diletakkan antara anvil dan spindle.
3. Spindle Silinder yang dapat digerakkan menuju (gelendong)
landasan (anvil), sebagai penahan benda agar tepat berada di antara anvil dan spindle.
4. Lock (pengunci) Penahan spindle agar tidak bergerak ketika mengukur.
5. Sleeve
Tempat skala utama.
6. Thimble
Tempat skala nonius berada.
7. Ratchet Knob Memajukan dan memundurkan spindle agar sisi benda yang akan diukur tepat berada diantara spindle dan anvil.
F. Analisis Data
1. Analisis data dengan menggunakan alat ukur Jangka Sorong Diameter
Kedalaman Diameter No uang logam
Diameter
Diameter
uang logam Pipa plastik Luar pipa Rp 200
uang logam
X 1 24,00 mm
22,90 mm
26,20 mm
109,30 mm 28,00 mm
X 2 24,00 mm
22,90 mm
26,10 mm
105,00 mm 28,00 mm
X 3 24,10 mm
22,80 mm
29,20 mm
105,60 mm 28,00 mm
X 4 24,10 mm
22,90 mm
29,30 mm
105,10 mm 28,00 mm
X 5 24,00 mm
22,90 mm
29,30 mm
105,80 mm 28,00 mm
X 6 24,00 mm
22,90 mm
29,20 mm
105,10 mm 28,00 mm
̅ 24,03 mm
22,88 mm
28,21 mm
105,98 mm 28,00 mm
a. Diameter uang logam
1. Menghitung rata-rata Nilai rata-rata untuk diameter uang logam Rp 100
22,88 mm
Jadi, hasil pengukuran rata-rata untuk diameter uang logam Rp 100 adalah 22,88 mm.
2. Mengetahui ketidakpastian pengukuran Diketahui
: ̅ = 22,88 mm
X max = 22,90 mm
X min = 22,80 mm
Jadi, ketidakpastian pengukuran adalah 0,05 mm. Maka hasil pengukuran yang diperoleh adalah X= ̅ ± ΔX
X = 22,88 ± 0,05 mm
Tabel selisih diameter uang logam Rp 100 Percobaan
Diameter uang
ke
logam Rp 100
Selisih diameter uang logam Rp 100
X 1 22,90 mm
0,02 mm
X 2 22,90 mm
0,02 mm
X 3 22,80 mm
0,08 mm
X 4 22,90 mm
0,02 mm
X 5 22,90 mm
0,02 mm
X 6 22,90 mm
0,02 mm
̅ 22,88 mm
0,03 mm
3. Standar deviasi
SD = √
= √ = 0,04 mm
Jadi, standar deviasinya adalah 0,04 mm.
4. Menghitung nilai penting pengukuran NP
= ̅ ± SD = (22,88 ± 0,04) mm
NP 1 = ̅ + SD = (22,88 + 0,04) mm = 22,92 mm
NP 2 = ̅ - SD = (22,88 - 0,04) mm = 22,84 mm
Jadi, rentang nilai pengukuran dari 22,84 sampai 22,92 mm.
5. Nilai kesalahan relatif
% KR = х 100 %
= 0,17 % Jadi, tingkat kesalahan relatif pengukuran adalah 0,17 %.
6. Menghitung nilai keberhasilan %KP
= 100 % - % KR = 100 % - 0,17 % = 99,83 %
Jadi, tingkat keberhasilan relatif pengukuran adalah 99,83 %.
b. Diameter uang logam Rp 200
1. Menghitung rata-rata Nilai rata-rata untuk diameter uang logam Rp 200
24,03 mm Jadi, hasil pengukuran rata-rata untuk diameter uang logam Rp 200 adalah 24,03 mm.
2. Mengetahui ketidakpastian pengukuran Diketahui
: ̅ = 24,03 mm
X max = 24,10 mm
X min = 24,00 mm
Jadi, ketidakpastian pengukuran adalah 0,05 mm. Maka hasil pengukuran yang diperoleh adalah X= ̅ ± 0,5 mm
= 24,03 mm ± 0,05 mm
Tabel selisih diameter uang logam Rp 200 Percobaan
Diameter uang
ke
logam Rp 200
Selisih diameter uang logam Rp 200
X 1 24,00 mm
0,03 mm
X 2 24,00 mm
0,03 mm
X 3 24,10 mm
0,07 mm
X 4 24,10 mm
0,07 mm
X 5 24,00 mm
0,03 mm
X 6 24,00 mm
0,03 mm
̅ 24,03 mm
0,04 mm
3. Standar deviasi
SD = √
= √ = 0,05 mm
Jadi, standar deviasinya adalah 0,05 mm.
4. Menghitung nilai penting pengukuran NP
= ̅ ± SD = (24,03 ± 0,05) mm
NP 1 = ̅ + SD = (24,03 + 0,05) mm = 24,08 mm
NP 2 = ̅ - SD = (24,03 - 0,05) mm = 23,98 mm
Jadi, rentang nilai pengukuran dari 23,98 sampai 24,08 mm.
5. Nilai kesalahan relatif
Jadi, tingkat kesalahan relatif pengukuran adalah 0,20 %.
6. Menghitung nilai keberhasilan %KP
= 100 % - % KR = 100 % - 0,20 % = 99,80 %
Jadi, tingkat keberhasilan relatif pengukuran adalah 99,80 %.
c. Diameter uang logam Rp 500
1. Menghitung rata-rata Nilai rata-rata untuk diameter uang logam Rp 500
28,21 mm Jadi, hasil pengukuran rata-rata untuk diameter uang logam Rp 500 adalah 28,21 mm.
2. Mengetahui ketidakpastian pengukuran Diketahui
: ̅ = 28,21 mm
X max = 29,30 mm
X min = 26,10 mm
Diatanya : ΔX = ………? Penyelesaian
ΔX =
= 1,6 mm
Jadi, ketidakpastian pengukuran adalah 1,6 mm. Maka hasil pengukuran yang diperoleh adalah
X= ̅ ± ΔX
= 28,21 mm ± 1,6 mm
Tabel selisih diameter uang logam Rp 500 Percobaan
Diameter uang | ̅| ke
logam Rp 500 Selisih diameter uang logam Rp 500
X 1 26,20 mm 2,01 mm
X 2 26,10 mm 2,11 mm
X 3 29,20 mm 0,99 mm
X 4 29,30 mm 1,09 mm
X 5 29,30 mm 1,09 mm
X 6 29,30 mm 0,99 mm
28,21 mm
1,38 mm
3. Standar deviasi
SD = √
= √ = 1,60 mm
Jadi, standar deviasinya adalah 1,60mm.
4. Menghitung nilai penting pengukuran NP
= ̅ ± SD = (28,21 ± 1,60) mm
NP 1 = ̅ + SD = (28,21 + 1,60) mm = 29,80 mm
NP 2 = ̅ - SD
= (28,21 – 1,60) mm = 26,61 mm
Jadi, rentang nilai pengukuran dari 26,61 sampai 29,80 mm.
5. Nilai kesalahan relatif
% KR
Jadi, tingkat kesalahan relatif pengukuran adalah 5,67 %.
6. Menghitung nilai keberhasilan %KP
= 100 % - % KR = 100 % - 5,67 % = 94,33 %
Jadi, tingkat keberhasilan relatif pengukuran adalah 94,33 %.
d. Diameter dalam pipa
1. Menghitung rata-rata Nilai rata-rata untuk diameter dalam pipa
105,98 mm Jadi, hasil pengukuran rata-rata untuk diameter dalam pipa adalah 105,98 mm.
2. Mengetahui ketidakpastian pengukuran Diketahui
: ̅ = 105,98 mm
X max = 109,30 mm
X min = 105,00 mm
Jadi, ketidakpastian pengukuran adalah 2,15 mm.
Maka hasil pengukuran yang diperoleh adalah X= ̅ ± ΔX
= 105,98 mm ± 2,15 mm
Tabel selisih diameter dalam pipa plastik Percobaan Diameter dalam
Selisih diameter dalam pipa
X 1 109,30 mm
3,32 mm
X 2 105,00 mm
0,98 mm
X 3 105,60 mm
0,38 mm
X 4 105,10 mm
0,88 mm
X 5 105,80 mm
0,18 mm
X 6 105,10 mm
0,88 mm
̅ 105,98 mm
1,10 mm
3. Standar deviasi
SD = √
= √ = 1,65 mm
Jadi, standar deviasinya adalah 1,65 mm.
4. Menghitung nilai penting pengukuran NP
= ̅ ± SD = (105,98 ± 1,65) mm
NP 1 = ̅ + SD
= (105,98+ 1,65) mm = 107,63 mm
NP 2 = ̅ - SD
= (105,98 – 1,65) mm = 104,33 mm
Jadi, rentang nilai pengukuran dari 104,33 sampai 107,63 mm.
5. Nilai kesalahan relatif
% KR =
= 1,55 % Jadi, tingkat kesalahan relatif pengukuran adalah 1,55 %.
6. Menghitung nilai keberhasilan %KP
= 100 % - % KR = 100 % - 1,55 % = 98,45 %
Jadi, tingkat keberhasilan relatif pengukuran adalah 98,45 %.
e. Diamaeter luar pipa
1. Menghitung rata-rata Nilai rata-rata untuk diameter luar pipa
28,00 mm Jadi, hasil pengukuran rata-rata untuk diameter luar pipa adalah 28,00 mm.
2. Mengetahui ketidakpastian pengukuran Diketahui
: ̅ = 28,00 mm
X max = 28,00 mm
X min = 28,00 mm
Jadi, ketidakpastian pengukuran adalah 0 mm. Maka hasil pengukuran yang diperoleh adalah
X= ̅ ± ΔX
= 28,00 mm ± 0 mm
Tabel selisih diameter dalam pipa Percobaan
Diameter luar
Selisih diameter luar pipa
̅ mm
0 mm
3. Standar deviasi
SD = √
Jadi, standar deviasinya adalah 0 mm.
4. Menghitung nilai penting pengukuran NP
= ̅ ± SD = (28,00 ± 0) mm
NP 1 = ̅ + SD = (28,00 + 0) mm = 28,00 mm
NP 2 = ̅ - SD
= (28,00 – 0) mm = 28,00 mm
Jadi, rentang nilai pengukuran adalah antara 28,00 atau tetap 28,00 mm.
5. Nilai kesalahan relatif
% KR =
=0% Jadi, tingkat kesalahan relatif pengukuran adalah 0 %.
6. Menghitung nilai keberhasilan %KP
= 100 % - % KR = 100 % - 0 % = 100 %
Jadi, tingkat keberhasilan relatif pengukuran adalah 100 %.
2. Analisis data dengan menggunakan alat ukur mikrometer sekrup Ketebalan uang
Ketebalan uang Ketebalan No
Ketebalan uang
logam Rp 100
logam Rp 500 kelereng (mm)
logam Rp 200
a. Ketebalan uang logam Rp 100
1. Menghitung rata – rata
= 1,60 mm Jadi, hasil pengukuran rata-rata untuk ketebalan uang logam Rp 100 adalah 1,60 mm.
2. Menghitung ketidakpastian pengukuran
Diketahui : ̅ = 1,60 mm
X maks = 1,67 mm
X min = 1,55 mm
Ditanya :
x ..........?
Penyelesaian :
= 0,06 mm
Jadi, ketidakpastian pengukuran adalah 0,06 mm. Maka hasil pengukuran yang dilaporkan adalah
̅± x X =
=1,60 mm ± 0,06 mm
Tabel selisih ketebalan uang logam Rp 100
Percobaan Ketebalan uang logam Selisih ketebalan uang
ke
Rp 100
logam Rp 100
3. Standar Deviasi (SD)
SD
= 0,04 mm Jadi, standar deviasinya adalah 0,04 mm.
4. Menghitung Nilai Penting Pengukuran
NP = ̅ ± SD
= 1,60 mm ± 0,04 mm
N = ̅ + SD =1,60 mm + 0,04 mm =1,64 mm
N = ̅ – SD
= 1,60 mm – 0,04 mm = 1,56 mm
Jadi, rentang nilai pengukurannya adalah dari 1,56 mm sampai 1,64 mm.
5. Menghitung Nilai Kesalahan Relatif
KR = x 100
= x 100
= 0,025 Jadi, tingkat kesalahan relatif pengukuran adalah 0,025 .
6. Menghitung Nilai Keberhasilan KP = 100 - KR
= 100 - 0,025 = 99,97
Jadi, tingkat keberhasilan relatif adalah 99,97 .
b. Ketebalan uang logam Rp 200
1. Menghitung nilai rata-rata
= 2,27 mm Jadi,hasil pengukuran rata-rata untuk ketebalan uang logam Rp 200 adalah 2,27 mm.
2. Menghitung ketidakpastian pengukuran
Diketahui : ̅
= 2,27 mm
= 2,34 mm = 2,13 mm Ditanya : x = ...........?
Penyelesaian
= = 0,105 mm
Jadi, nilai ketidakpastian pengukuran adalah 0,105 mm. Maka hasil yang dilaporkan adalah
= 2,27 mm ± 0,105 mm
Tabel selisih ketebalan uang logam Rp 200 Percobaan
Ketebalan uang logam | ̅| ke
Rp 200
Selisih ketebalan uang logam Rp 200
3. Standar Deviasi (SD)
SD = √
= √ = 0,07 mm
Jadi, standar deviasinya adalah 0,07 mm.
4. Menghitung Nilai Penting Pengukuran
NP = ̅ ± SD
= 2,27 mm ± 0,07 mm NP 1 = ̅ + SD
= 2,27 mm + 0,07 mm = 2,34 mm
NP 2 = ̅ – SD
= 2,27 mm – 0,07 mm = 2,20 mm
Jadi, rentang nilai pengukuran dari 2,20 mm sampai 2,34 mm.
5. Menghitung Nilai Kesalahan Relatif
= 0,03 Jadi, tingkat kesalahan relatif pengukuran adalah 0,03 .
6. Menghitung Nilai Keberhasilan KP
Jadi, tingkat keberhasilan relatif adalah 99,97 .
c. Ketebalan Uang Logam Rp 500
1. Menghitung rata-rata
= = 2,23 mm
Jadi, hasil pengukuran rata-rata untuk ketebalan uang logam Rp 500 adalah 2,23 mm.
2. Menghitung Ketidakpastian Pengukuran Diketahui :
= 2,23 mm
X maks = 2,40 mm
X min = 2,00 mm
Ditanya :
x = ...........?
Penyelesaian :
= 0,24 mm
Jadi, nilai ketidakpastian pengukuran adalah 0,24 mm. Maka hasil pengukuran yang dilaporkan adalah
X = ̅± x = 2,23 mm ± 0,24 mm
Tabel selisih ketebalan uang logam Rp 500
Percobaan Ketebalan uang logam Selisih ketebalan uang logam
3. Standar Deviasi (SD)
SD = √
= √ = 0,04 mm
Jadi, standar deviasinya adalah 0,22 mm.
4. Menghitung Nilai Penting Pengukuran NP
= ̅ ± SD = 2,23 mm ± 0,22 mm NP 1 = ̅ + SD = 2,23 mm + 0,22 mm = 2,45 mm NP 2 = ̅ – SD = 2,23 mm – 0,22 mm = 2,01 mm
Jadi, rentang nilai pengukuran adalah dari 2,01 mm sampai 2,45 mm .
5. Menentukan Nilai Kesalahan Relatif
KR =
x 100
x 100
= 0,09 Jadi, tingkat kesalahan relatif pengukuran adalah 0,09 .
6. Menghitung Nilai Keberhasilan KP = 100 - KR
= 100 - 0,09 = 99,91 Jadi, tingkat keberhasilan relatif adalah 99,91 .
d. Ketebalan Kelereng
1. Menghitung Nilai rata-rata
= = 15,85 mm
Jadi,hasil pengukuran rata-rata untuk ketebalan kelereng adalah 15,85 mm.
2. Menghitung Ketidakpastian Pengukuran
Diketahui : ̅
= 15,85 mm
X maks = 16,32mm
X min = 15,55mm Ditanya :
Penyelesaian : x
= 0,38 mm
Jadi, nilai ketidakpastian pengukuran adalah 0,38 mm. Maka hasil pengukuran yang dilaporkan adalah
= 15,85 mm ± 0,38 mm
Tabel selisih ketebalan kelereng
Percobaan
Ketebalan
Selisih ketebalan ke
3. Standar Deviasi (SD)
SD = √
= √ = 0,33 mm
Jadi, standar deviasinya adalah 0,33 mm.
4. Menghitung Nilai Penting Pengukuran NP
= ̅ ± SD = 15,85 mm ± 0,33 mm NP 1 = ̅ + SD = 15,85 mm + 0,33 mm
= 16,18 mm NP 2 = ̅ – SD = 15,85 mm – 0,33 mm
= 15,52 mm
Jadi, rentang nilai pengukuran adalah dari 15,52 mm.
5. Menghitung Nilai Kesalahan Relatif
KR = x 100
x 100
6. Menghitung Nilai Keberhasilan KP
= 100 - KR = 100 - 0,02 = 99,98
Jadi, tingkat keberhasilan relatif adalah 99,98 .
G. Pembahasan
Tujuan dari praktikum dengan judul „‟Pengukuran Mekanik dan Ketidakpastian„‟ adalah supaya mahasiswa dapat mengetahui bagian-bagian mikrometer sekrup, jangka sorong, ketelitian dan kegunaannya, dapat menggunakan alat-alat ukur mekanik (mikrometer sekrup dan jangka sorong ), dapat menghitung ketidakpastian pad pengukuran tunggal dan berulang, serta mahasiswa pun dapat mengaplikasikan konsep ketidakpastian dan angka berarti dalam pengolahan hasil pengukuran. Mengukur berarti membandingkan nilai besaran itu dengan satuannya, sedangkan pengukuran adalah kegiatan membandingkan sesuatu yang diukur menggunakan alat ukur dengan suatu satuan . Setiap jenis alat ukur besaran fisika memiliki ketelitian berbeda dengan jenis alat ukur lainnya, misalnya alat ukur besaran panjang, yaitu penggaris, jangka sorong dan mikrometer sekrup. Pengukuran yang akurat merupakan bagian penting dari fisika. Tetapi, tidak ada pengukuran yang benar- benar tepat. Ada ketidakpastian yang berhubungan dengan setiap pengukuran, ketidakpastian muncul dari sumber yang berbeda. Diantara yang paling penting, selain kesalahan adalah keterbatasan ketepatan setiap alat ukur dan ketidakmampuan membaca sebuah instrumen diluar batas bagian terkecil yang ditunjukkan.
Dalam praktikum ini dilakukan pengukuran menggunakan alat ukur yang berbeda, yaitu jangka sorong dan mikrometer sekrup. Dengan demikian ada dua kegiatan yang dilakukan dalam praktikum ini, yaitu pengukuran menggunakan jangka sorong dan pengukuran menggunakan mikrometer sekrup.
Praktikum kali ini dilakukan dengan mengukur diameter dalam dan diameter luar suatu benda menggunakan alat ukur jangka sorong serta mengukur ketebalan suatu benda denga menggunakan alat ukur mikrometer sekrup.
Dalam pengukura diameter suatu benda dengan menggunakan alat ukur jangka sorong, objek yang diukur adalah diameter uang logam Rp 100, Rp200, dan Rp 500. Selain itu, dilakukan juga pengukuran diameter dalam pipa dan diameter luar pipa.Sedangkan pada pengukuran ketebalan benda menggunakan alat ukur mikrometer sekrup, objek yang diukur yaitu ketebalan uang logam Rp 100, Rp 200, Rp500 dan ketebalan kelereng. Pengukuran terhadap masing-masing objek dilakukan secara berulang sebanyak 6 kali ukur.Setelah elakukan pengukuran ,terjadi perbedaan Dalam pengukura diameter suatu benda dengan menggunakan alat ukur jangka sorong, objek yang diukur adalah diameter uang logam Rp 100, Rp200, dan Rp 500. Selain itu, dilakukan juga pengukuran diameter dalam pipa dan diameter luar pipa.Sedangkan pada pengukuran ketebalan benda menggunakan alat ukur mikrometer sekrup, objek yang diukur yaitu ketebalan uang logam Rp 100, Rp 200, Rp500 dan ketebalan kelereng. Pengukuran terhadap masing-masing objek dilakukan secara berulang sebanyak 6 kali ukur.Setelah elakukan pengukuran ,terjadi perbedaan
Tingkat kesalahan terlihat setelah melakukan analisis data yaitu dibawah 100 , terlihat pada pengukuran diameter uang logam Rp 100 yaitu 0,001 , diameter uang logam Rp 200 yaitu 0,002 , diameter uang logam Rp 500 yaitu 0,05 , sedangkan tingkat keberhasilan dapat mendekati 100 , terlihat pada pengukuran diameter uang logam Rp 100 mencapai 99,99 dan diameter uang logam Rp 200 mencapai 99,98 , diameter uang logam Rp 500 mencapai 99,95 diameter dalam pipa mencapai 99,99 dan diameter luar pipa mencapai 100 . Sedangkan pada
tingkat keberhasilan dalam pengukuran tingkat ketebalan uang logam Rp 100 dan Rp 200 sama-sama mencapai 99,97 pada ketebalan uang logam Rp 500 mencapai 99,91 dan ketebalan kelereng mencapai 99,98 . Diameter luar pipa tingkat keberhasilannya 100 .
Jadi, percobaan mengenai pengukuran mekanik dan ketidakpastian ini berdasarkan tingkat keberhasilan masing-masing pengukuran dapat dikatakan atau dinyatakan berhasil.
H. Kesimpulan dan Saran
1. Kesimpulan Berdasarkan hasil pengamatan, analisis data, pembahasan dan tujuan pelaksanaan praktikum, dapat disimpulkan bahwa :
a. Setiap pengukuran memiliki ketidakpastian.
b. Pengukuran adalah kegiatan membandingkan nilai besaran yang belum diketahui dengan nilai standar yang sudah ditetapkan.
c. Tingkat keberhasilan pada pengukuran jangka sorong lebih tinggi dibandingkan dengan pengukuran menggunakan mikrometer sekrup.
d. Jangka sorong mempunyai bagian-bagian yaitu rahang atas, rahang bawah, rahang tetap, rahang geser, skala utama, skala nonius, pengunci dan pengukur kedalaman. Berfungsi untuk mengukur diameter uang logam Rp 100, Rp 200, d. Jangka sorong mempunyai bagian-bagian yaitu rahang atas, rahang bawah, rahang tetap, rahang geser, skala utama, skala nonius, pengunci dan pengukur kedalaman. Berfungsi untuk mengukur diameter uang logam Rp 100, Rp 200,
f. Skala terkecil untuk alat ukur mikrometer sekrup lebih kecil dari alat ukur jangka sorong.
g. Jangka sorong memiliki ketelitian lebih rendah dibandingkan mikrometer sekrup.
h. Keberhasilan pengukuran sangat tergantung pada ketelitian dan keterampilan pengamat.
i. Jadi, percobaan dapat dikatakan berhasil.
2. Saran Sebelum praktikum dimulai sebaiknya praktikan menguasai materi praktikum
terlebih dahulu, para praktikan sebaiknya melakukan praktikum dengan sangat teliti agar mendapatkan hasil pengukuran yang maksimal, praktikan jangan ribut.
PERCOBAAN II LENSA
A. Pelaksanaan Praktikum
1. Tujuan : a. Mahasiswa dapat menentukan fokus lensa cembung (konvergen) dan cekung (divergen) dengan mengukur jarak benda dan jarak bayangan.
b. Mahasiswa dapat menentukan sifat bayangan yang dibentuk oleh lensa cembung (konvergen) dan cekung (divergen).
c. Mahasiswa dapat menentukan jarak fokus lensa tunggal dengan cara Gauss dan Bessel.
2. Hari, tanggal
: Rabu, 04 November 2015
3. Tempat : Laboratorium Fisika, FKIP Universitas Mataram.
B. Landasan Teori
Alat optik sederhana yang paling penting tentu saja adalah lensa tipis. Lensa tipis biasanya berbentuk lingkaran, dan kedua permukaannya melengkung. Kedua permukaannya bisa berbentuk cekung, cembung, atau datar. Jika berkas-berkas yang paralel dengan sumbu jatuh pada lensa tipis, mereka akan difokuskan pada satu titik yang disebut titik fokus. Jarak titik fokus dari pusat lensa disebut jarak fokus (f). Lensa mana pun yang lebih tebal di tengah daripada di tepinya akan membuat berkas-berkas paralel berkempul ke satu titik, dan disebut lensa konvergen. Lensa yang lebih tipis ditengah daripada disisinya disebut lensa divergen karena membuat cahaya paralel menyebar (Giancoli, 2001 : 263).
Ada tiga kaidah-kaidah pembentukan bayangan oleh lensa, yaitu pertama sinar sejajar sumbu utama dari sebelah kiri bidang utama pertama akan dibiaskan ke titik fokus kedua setelah sampai di bidang utama kedua, sebaliknya sinar sejajar sumbu utama dari sebelah kanan bidang utama kedua akan dibiaskan ke titik fokus pertama setelah sampai di bidang utama pertama. Kedua, sinar yang melewati titik fokus pertama akan dibiaskan sejajar sumbu uatama setelah sampai di bidang utama pertama, sebaliknya yang melewati titik kedua akan dibiaskan sejajar sumbu utama setelah sampai bidang utama kedua. Dan ketiga, sinar menuju titik utama pertama akan dibiaskan sejajar dari titik utama kedua, Ada tiga kaidah-kaidah pembentukan bayangan oleh lensa, yaitu pertama sinar sejajar sumbu utama dari sebelah kiri bidang utama pertama akan dibiaskan ke titik fokus kedua setelah sampai di bidang utama kedua, sebaliknya sinar sejajar sumbu utama dari sebelah kanan bidang utama kedua akan dibiaskan ke titik fokus pertama setelah sampai di bidang utama pertama. Kedua, sinar yang melewati titik fokus pertama akan dibiaskan sejajar sumbu uatama setelah sampai di bidang utama pertama, sebaliknya yang melewati titik kedua akan dibiaskan sejajar sumbu utama setelah sampai bidang utama kedua. Dan ketiga, sinar menuju titik utama pertama akan dibiaskan sejajar dari titik utama kedua,
Lensa merupakan benda bening berpermukaan lengkung di kedua sisinya, dan dapat membiaskan cahaya pada pola yang khas. Pemaparan lensa, di mulai dari pembiasan sinar oleh benda bening berpermukaan tunggal. Sebuah lensa memiliki dua buah titik fokus yang disebut juga titik api lensa, bila sinar datang sejajar dari kiri lensa maka titik fokus (F) berada disebelah kanan lensa, demikian pula sebaliknya. Bayangan
dapat dibentuk oleh lensa bila jarak benda ke lensa ( 0 ), jarak lensa ke bayangan (b), dan panjang fokus (f), memenuhi hubungan :
nilai f bergantung pada karakteristik lensa, yaitu radius kelengkungan dan indeks bias bahan lensa. Adapun 0 dan b bergantung pada f. Jarak benda disebut positif bila benda terletak dari arah sinar itu berasal, sedangkan 0 disebut negatif bila terletak jauh dari cahaya datang (berada di belakang lensa), begitu pula sebaliknya (Bambang, 2010 : 202).
C. Alat dan Bahan
Alat dan bahan pada praktikum ini adalah :
1. Catu daya
1 buah
2. Bangku optik terdiri dari 2 rel presisi 50 cm yang disambungkan dengan menyambung rel dan satu pasang kaki rel
3. Penjepit rel sebagai pemegang alat di atas rel presisi
5 buah
4. Rumah lampu, lampu 12 Volt dengan tiang
1 buah
5. Lensa cembung dengan berbagai ukuran fokus
3 buah
6. Lensa cekung dengan berbagai ukuran fokus
3 buah
7. Pemegang slide diafragma
1 buah
8. Diafragma anak panah
1 buah
9. Diafragma 1 dan 3 tunggal
1 buah
10. Diafragma lingkaran tunggal
1 buah
11. Layar tembus cahaya
1 buah
12. Layar putih
1 buah
13. Kabel penghubung/kabel serabut dengan steger pegas 4 mm
2 buah
D. Langkah Kerja
Untuk mendapatkan hasil yang baik maka dilakukan langkah-langkah sebagai berikut :
1. Menyiapkan alat dan bahan
2. Menyusun alat dan bahan sesuai gamabar berikut
Gambar 1.1 Rangkaian percobaan
Keterangan :
1) Rel presisi
2) Lensa kondensor
3) Benda (panah)
4) Catu daya (lampu 12 Volt)
5) Penjepit rel
6) Lensa cembung dengan ukuran fokus +100 (lensa 1)
7) Layar transparan
8) Lensa cembung (lensa 2)
3. Menyediakan satu sumber cahaya pada bangku optik untuk menyinari benda percobaan. Cahaya dari sumber cahaya lampu melewati sebuah lensa kondensor. Fungsi dari lensa kondensor adalah untuk mengumpulkan cahaya sehingga lebih banyak cahaya yang mengenai benda pada percobaan. Dari benda percobaan (lubang bentuk panah) cahaya melewati lensa yang diukur jarak fokusnya dan kemudian 3. Menyediakan satu sumber cahaya pada bangku optik untuk menyinari benda percobaan. Cahaya dari sumber cahaya lampu melewati sebuah lensa kondensor. Fungsi dari lensa kondensor adalah untuk mengumpulkan cahaya sehingga lebih banyak cahaya yang mengenai benda pada percobaan. Dari benda percobaan (lubang bentuk panah) cahaya melewati lensa yang diukur jarak fokusnya dan kemudian
4. Menghubungkan lampu dengan catu daya dengan kabel penghubung (catu daya pada posisi DC).
5. Mengatur terlebih dahulu jarak L tertentu antara benda dan layar.
6. Menentukan jarak fokus f pada setiap jarak L dengan empat cara, berarti pada setiap jarak L terdapat 4 nilai f. Melakukan semua cara pengukuran f untuk 4 nilai L yang berbeda antar L 40 cm dan 55 cm. Menulis seluruh hasil ukur serta hasil pengukuran atau penghitungan nilai-nilai f ke dalam satu tabel pengamatan.
7. Menentukan jarak fokus f pada setiap jarak L dengan cara :
a. Mengatur posisi lensa cembung sedemikian rupa sehingga terdapat bayangan yang jelas pada layar. (Hal ini dilakukan tanpa mengubah posisi layar atau posisi benda yang sebelumnya telah diatur pada jarak L tertentu). Mencari bayangan yang lebih besar dulu. (Lensa lebih dekat dengan benda). Mengukur jarak benda S1 dan jarak bayangan S1‟. Dan S1 dan S1‟ jarak fokus f dihitung dengan rumus.
b. Mengukur tinggi bayangan B‟ yang terbentuk dengan penggaris pada posisi lensa cembung yang sama. Dari besar bayangan dan besar benda, perbesaran m bisa
dihitung. Dari perbesaran m dan besar S1‟ jarak fokus f bisa ditentukan dengan rumus.
c. Menambahkan 1 lensa yang sama diantara lensa 1 dan layar. Mengatur posisi lensa 2 sehingga menghasilkan bayangan yang jelas pada lensa. Dari jarak antara
2 posisi lensa tersebut besar e bisa ditentukan. (Misalnya dengan menghitung ). S2 adalah jarak lensa kedua dengan posisi benda dan S1 adalah 2 posisi lensa tersebut besar e bisa ditentukan. (Misalnya dengan menghitung ). S2 adalah jarak lensa kedua dengan posisi benda dan S1 adalah
e. Melakukan petunjuk a, b, dan c untuk lensa cembung dengan fokus yang berbeda.
f. Melakukan petunjuk a, b, dan c untuk lensa cekung dengan berbagai ukuran.
E. Hasil Pengamatan
1. Tabel hasil pengamatan
a. Tabel hasil pengamatan sifat lensa tipis menggunakan persamaan Gauss L
Nyata Diperbesar No.
(cm) (cm) (cm) (cm) (cm)
Terbalik
Maya Diperkecil
1. 40 24 16 1 0,9 0,66 Terbalik Nyata Diperkecil
2. 45 29 16 1 0,6 0,55 Terbalik Nyata Diperkecil
3. 50 35 15 1 0,5 0,42 Terbalik Nyata Diperkecil
4. 55 41 14 1 0,4 0,34 Terbalik Nyata Diperkecil
b. Tabel pengamatan pengukuran fokus menggunakan persamaan Bessel No.
L (cm)
S1 (cm)
S2 (cm)
2. Gambar sifat-sifat lensa
a. Lensa konveks (cembung)
Keterangan : Pembiasan pada lensa konveks (difokuskan).
b. Lensa konkaf (cekung)
Keterangan : Pembiasan pada lensa konkaf (disebarkan).
F. Analisis Data
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, dapat diperoleh analisis data sebagai berikut :
1. Cara pertama
a. Menentukan jarak fokus lensa tipis
1) Jarak fokus ke-1 Diketahui
Jadi, jarak fokus ke-1 adalah 9,6 cm.
2) Jarak fokus ke-2 Diketahui
:S 2 = 29 cm
S 2 ‟ = 16 cm
Ditanya
:f 2 = ....?
Penyelesaian
₄ Jadi, jarak fokus ke-2 adalah 10,3 cm.
3) Jarak fokus ke-3 Diketahui
:S 3 = 35 cm S 3 ‟ = 15 cm Ditanya
:f 3 = ....?
Penyelesaian :
₄ Jadi, jarak fokus ke-3 adalah 10,5 cm.
4) Jarak fokus ke-4 Diketahui
:S 4 = 41 cm S 4 ‟ = 14 cm Ditanya
:f 4 = ....?
Penyelesaian :
₄ Jadi, jarak fokus ke-4 adalah 10,4 cm.
b. Menentukan rata-rata jarak fokus Diketahui
:f 1 = 9,6 cm
f 2 = 10,3 cm
f 3 = 10,5 cm
f 4 = 10,4 cm n =4
Ditanya
Penyelesaian
Jadi, rata-rata jarak fokus lensa adalah 10,2 cm.
2. Cara kedua
a. Menentukan jarak fokus lensa
1) Jarak fokus ke-1 Diketahui
:S 1 ‟ = 16 cm m 1 = 0,66 Ditanya
:f 1 =....?
Penyelesaian
₄ Jadi, jarak fokus ke-1 adalah 9,6 cm.
2) Jarak fokus ke-2 Diketahui
:S 2 ‟ = 16 cm m 2 = 0,55 Ditanya
:f 2 =....?
Penyelesaian
₄ Jadi, jarak fokus ke-2 adalah 10,3 cm.
3) Jarak fokuske-3 Diketahui
:S 3 ‟ = 15 cm m 3 = 0,42 Ditanya
:f 3 =....?
Penyelesaian
₄ Jadi, jarak fokus ke-3 adalah 10,5 cm.
4) Jarak fokus ke-4 Diketahui
:S 4 ‟ = 14 cm m 4 = 0,34 Ditanya
:f 4 =....?
Penyelesaian
₄ Jadi, jarak fokus ke-4 adalah 10,4 cm.
b. Menentukan rata-rata jarak fokus Diketahui
Ditanya : ̅
Penyelesaian
̅ ₄ Jadi, rata-rata jarak fokus adalah 10,2 cm.
3. Cara ketiga
a. Menentukan jarak fokus lensa
1) Jarak fokus ke-1 Diketahui
₄ Jadi, jarak fokus ke-1 adalah 8,5 cm.
2) Jarak fokus ke-2 Diketahui
:L 2 = 45 cm
e 2 = 10 Ditanya
:f 2 =. . .?
Penyelesaian
Jadi, jarak fokus ke-2 adalah 10,6 cm.
3) Jarak fokus ke-3 Diketahui
:L 3 = 50 cm
e 3 =6 Ditanya
:f 3 =. . .?
Penyelesaian
Jadi, jarak fokus ke-3 adalah 12,32 cm.
4) Jarak fokus ke-4 Diketahui
:L 4 = 55 cm
e 4 =6 Ditanya
:f 4 =. . .?
Penyelesaian
Jadi, jarak fokus ke-4 adalah 13,5 cm.
b. Menentukan rata-rata jarak fokus Diketahui
:f 1 = 3,5 cm
f 2 = 10,6 cm
f 3 = 12,32 cm
f 4 = 13,5 cm n =4
Ditanya
Penyelesaian
Jadi, rata-rata jarak fokus lensa adalah 11,32 cm.
G. Pembahasan
Tujuan dari praktikum dengan judul “Lensa” adalah agar Mahasiswa dapat menentukan fokus lensa cembung (konvergen) dan cekung (divergen) dengan mengukur jarak benda dan jarak bayangan, Mahasiswa dapat menentukan sifat bayangan yang dibentuk oleh lensa cembung dan cekung, dan Mahasiswa dapat menentukan jarak fokus lensa tunggal dengan cara Gauss dan Bessel. Lensa merupakan benda bening berpeermukaan lengkung di kedua sisinya, dan dapat membiaskan cahaya pada pola yang khas. Nilai f (panjang fokus) bergantung pada karakteristik lensa, yaitu radius kelengkungan dan indeks bias bahan lensa.
Pada percobaan pertama, saat jarak benda kelayar (L) adalah 40 cm, 45 cm, 50 cm, dan 55 cm diperoleh jarak benda secara berturut-turut adalah 9,6 cm, 10,3 cm, 10,5
15 cm, dan 14 cm. Tinggi celah yang digunakan adalah 1 cm, sehingga diperoleh tinggi bayangan secara berturut-turut adalah 0,9 cm, 0,6 cm, 0,5 cm, dan 0,4 cm. Pada saat jarak benda kelayar (L) 40 cm sifat bayangan yang diperoleh adalah terbalik, nyata, diperkecil. Pada saat jarak benda ke layar (L) 45 cm, sifat bayangan yang diperoleh adalah terbalik, nyata, diperkecil. Pada saat jarak benda ke layar (L) 50 cm, sifat bayangan yang diperoleh adalah terbalik, nyata, diperkecil. Pada saat jarak benda ke layar (L) 55 cm, sifat bayangan yang diperoleh adalah terbalik, nyata, diperkecil. Dilihat dari hasil pengamatan dapat dikatakan bahwa percobaan ini cukup berhasil karena sesuai dengan ketentuan
bahwa “semakin jauh jarak diafragma dengan lensa perbesaran atau sumber cahaya, maka sifat bayangannya akan semakin diperkec il”.
Pada saat menghitung fokus lensa dengan cara menggunakan persamaan Bessel pada saat jarak benda ke layar (L) adalah 40 cm diperoleh jarak benda (S1) adalah 21 cm, jarak benda (S2) adalah 36 cm, dan e = 15. Pada saat jarak benda ke layar (L) adalah 45 cm di peroleh jarak benda (S1) adalah 31 cm, jarak benda (S2) adalah 41 cm, dan e = 10. Pada saat jarak benda ke layar adalah 50 cm diperoleh jarak benda (S1) adalah 39 cm, jarak benda (S2) adalah 45 cm, dan e = 6. Dan pada saat jarak benda ke layar adalah 55 cm diperoleh jarak benda (S1) adalah 44 cm, jarak benda (S2) adalah 50 cm, dan e = 6.
Pada saat menghitung fokus lensa menggunakan persamaan Bessel, saat jarak benda kelayar (L) adalah 40 cm, 45 cm, 50 cm, dan 55 cm diperoleh jarak fokus lensa secara berturut-turut adalah 8,5 cm, 10,6 cm, 12,32 cm, dan 13,5 cm. Sedangkan rata-rata jarak fokus lensa adalah 11,32 cm. Pada saat menghitung fokus lensa menggunakan persamaan Gauss diperoleh rata-rata jarak fokus lensa adalah 10,2 cm.
Berdasarkan hasil analisis data dapat diperoleh bahwa hukum Gauss lebih fokus dibandingkan persamaan hukum Bessel, karena jarak perbedaan fokus lensa menggunakan persamaan Gauss lebih kecil, yaitu 9,6 cm, 10,3 cm, 10,5 cm, dan 10,4 cm. Sedangkan menggunakan persamaan hukum Bessel jarak perbedaan fokus lensa cukup besar, yaitu 8,5 cm, 10,6 cm, 13,5 cm, dan 13,5 cm. Dan rata-rata jarak fokus lensa menggunakan persamaan Gauss adalah 10,2 cm, sedangkan rata-rata jarak fokus menggunakan persamaan Bessel adalah 11,32 cm.
H. Kesimpulan dan Saran
1. Kesimpulan Berdasarkan hasil pengamatan dan analisis data dapat disimpulkan bahwa :
a. Fokus lensa yang diperoleh menggunakan persamaan Gauss dengan jarak benda kelayar (L) 40 cm, 45 cm, 50 cm, dan 55 cm adalah 9,6 cm, 10,3 cm, 10,5 cm, dan 10,4 cm.
b. Jarak bayangan benda (S‟) pada hukum Gauss adalah 16 cm, 16 cm, 15 cm, dan
14 cm.
c. Tinggi bayangan yang diperoleh adalah 0,9 cm, 0,6 cm, 0,5 cm, dan 0,4 cm.
d. Sifat bayangan yang diperoleh dari jarak benda ke layar adalah terbalik, nyata, diperkecil.
e. Jarak benda (S1) yang diperoleh menggunakan hukum Bessel adalah 21 cm, 31 cm, 39 cm, dan 44 cm. Dan jarak benda (S2) adalah 36 cm, 41 cm, 45 cm, dan 50 cm. Sedangkan nilai e yang diperoleh adalah 15, 10, 6, dan 6.
f. Menggunakan hukum bessel dengan jarak benda kelayar (L) 40 cm, 45 cm, 50cm, dan 55 cm dapat diperoleh fokus lensa berturut-turut adalah 8,5 cm, 10,6 cm, 12,32 cm, dan 13,5 cm.
g. Rata-rata jarak fokus lensa menggunakan persamaan Gauss adalah 10,2 cm. Sedangkan menggunakan persamaan Bessel adalah 11,32 cm.
h. Persamaan hukum Gauss lebih fokus dibandingkan persamaan hukum Bessel.
2. Saran Periksa alat dan bahan sebelum memulai praktikum. Kecepatan dan ketelitian sangat dibutuhkan dalam praktikum ini.
PERCOBAAN III MENENTUKAN PERCEPATAN GRAVITASI DENGAN METODE BANDUL MATEMATIS
A. Pelaksanaan Praktikum
1. Tujuan : a. Mengetahui prinsip kerja gerak periodik.
b. Menentukan percepatan gravitasi dengan metode bandul
matematis.
2. Hari, tanggal
: Rabu, 07 Oktober 2015
3. Tempat : Laboratorium Fisika, FKIP Universitas Mataram.
B. Landasan Teori
Bandul adalah benda yang terikat pada sebuah tali dan dapat berayun secara bebas dan periodik yang menjadi dasar kerja dari sebuah jam dinding kuno yang mempunyai ayunan. Dalam bidang fisika, prinsip ini pertama kali ditemukan pada tahun 1602 oleh Galelieo Galilei, bahwa periode (lama gerak osilasi satu ayunan, T) dipengaruhi oleh panjang tali dan percepatan gravitasi. Periode berayun sebuah bandul ditentukan oleh panjang bandul, kekuatan gravitasi dan amplitudo θₒ (lebar ayunan).
Bandul matematis telah lama digunakan untuk mengukur nilai gravitasi mutlak disuatu titik dipermukaan bumi. Pengukuran ini didasarkan pada perubahan periode ayunan bandul matematis terhadap panjang talinya ( Halliday, 2005 : 261).
Bila amplitudo getaran tidak kecil, gerak bandul bersifat periodik, namun tidak harmonik sederhana. Periode sedikit memiliki kebergantungan pada amplitudo.
Kebergantungan ini biasanya digunakan dalam bentuk amplitudo sudut θₒ. Untuk amplitudo yang tidak harus kecil, periode di berikan oleh :
T= [1+
sin ² Φₒ + ² sin 4 �ₒ+ . . .] 12-37
dengan adalah periode untuk amplitudo yang sangat kecil =2 � �√
( Bakti, 2007 : 442).
Ketika beban digantungkan pada ayunan dan tidak diberikan gaya, maka benda akan diam di titik keseimbangan B. Jika beban ditarik ke titik A dan di lepaskan, maka beban akan bergerak ke B, C lalu kembali lagi ke A. Gerak beban akan terjadi berulang secara periodik, dengan kata lain beban pada ayunan akan melakukan gerak harmonis sederhana ( Giancoli, 2001: 242).
C. Alat dan Bahan
1. Alat
a. Stopwatch
1 buah
b. Mistar
1 buah
c. Statif
1 buah
d. Penggaris busur
1 buah
2. Bahan
a. Seperangkat bandul matematis
1 buah
40 gram.
b. Seperangkat bandul matematis
1 buah
70 gram.
c. Tali
secukupnya
D. Langkah kerja
Untuk mendapatkan hasil yang baik maka dilakukan langkah-langkah sebagai berikut :
1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan dalam praktikum,
2. Mengatur panjang tali pada 6 panjang tali yang berbeda, mulai dari panjang tali yang terbesar yang diukur sampai panjang tali sebesar
= 15 cm. Pada setiap panjang tali waktu ayunan diukur 20 kali osilasi. Simpangan bandul kurang dari
15 ᵒ, lalu melepaskannya sehingga bandul berosilasi,
3. Hitung waktu untuk 20 kali ayunan dengan stopwatch, ulangi percobaan sebanyak
6 kali dengan panjang tali yang berbeda-beda,
4. Memasukkan hasil pengamatan pada tabel,
5. Melakukan percobaan untuk 20 ayunan dengan massa bola bandul yang berbeda, dengan panjang tali bandul 30 cm,
6. Memasukkan hasil pengamatan pada tabel, dan
7. Membuat grafik terhadap L dengan mencari garis lurus yang cocok dengan titik hasil ukur.
E. Hasil pengamatan
1. Tabel
a. Tabel hasil pengamatan hubungan antara T dan tetap Tabel 1.1 Hubungan antara T dan
Massa bola
70 gram
bandul Panjang tali
15 cm bandul Waktu
17 s untuk 20 ayunan Periode T
0,9 s 0,85 s
1.102 s 0,81 s 0,72 s
b. Tabel hasil pengamatan hubungan antara T dan m, tetap Tabel 2.1 Hubungan antara T dan m
Panjang bandul
30 cm Massa bola bandul
70 gram
40 gram
22 s Periode T
22 s
1,1 s
1,1 s
1,21 s
1,21 s
2. Grafik
Grafik hubungan antara dan Grafik 2.0 Hubungan antara dan
F. Analisis Data
1.Bandul I (70 gram)
a. Menghitung periode getaran Diketahui
= 24 s = 23 s = 22 s = 21 s = 18 s = 17 s
Ditanya
= . . .? Penyelesaian :
= 1,3 sekon Jadi, periode getaran adalah 1,3 sekon.
= 1,15 sekon Jadi, periode getaran ( ) adalah 1,15 sekon.
= 1,1 sekon Jadi, periode getaran ( ) adalah 1,1 sekon.
= 1,05 sekon Jadi, periode getaran ( ) adalah 1,05 sekon.
= 0,9 sekon Jadi, periode getaran ( ) adalah 0,9 sekon.
=0,85 sekon Jadi, periode getaran ( ) adalah 0,85 sekon.
b. Menghitung periode kuadrat ( )
Diketahui : = 1,3 sekon
= 1,15 sekon = 1,1 sekon
= 1,05 sekon = 0,9 sekon = 0,85 sekon
Jadi, periode kuadratnya adalah 1,69 .
Jadi, periode kuadratnya adalah 1,32 .
Jadi, periode kuadratnya adalah 1,21 .
Jadi, periode kuadratnya adalah 1,102 .
Jadi, periode kuadratnya adalah 0,81 .
Jadi, periode kuadratnya adalah 0,72 .
c. Menghitung percepatan gravitasi (g) Diketahui
= 1,69 1,32 = 0,3 cm = 0,25 cm = 0,2 cm = 0,15 cm
Ditanya :
Jadi, percepatan gravitasi untuk data I adalah 9,33 .
Jadi, percepatan gravitasi untuk data II adalah 10,45 .
Jadi, percepatan gravitasi untuk data III adalah 9,77 .
Jadi, percepatan gravitasi untuk data IV adalah 8,94 .
Jadi, percepatan gravitasi untuk data V adalah 9,73 .
Jadi, percepatan gravitasi untuk data VI adalah 8,21 .
d. Menghitung percepatan gravitasi rata-rata Diketahui
Ditanya
Penyelesaian
= 9,4 Jadi, besar percepatan gravitasi rata-rata adalah 9,4
e. Menghitung Standar Deviasi
Jadi, standar deviasinya adalah 0,76.
f. Menghitung rentang nilai pengukuran (NP) Diketahui
N =...? N =...?
Jadi, rentang nilai pengukurannya adalah antara 8,64
sampai 10,16 .
g. Menghitung persentasi kesalahan (%KR) Diketahui
: SD = 0,76
Ditanya
: %KR = . . .?
Penyelesaian
%KR =
: %KP = 100% - %KR
= 100% - 8,08% = 91,92 %
Jadi, persentasi keberhasilan praktikum ini adalah 91,92 %.
2. Bandul II (40 gram) → panjang tali adalah 0,3 m
a. Menghitung periode getaran Diketahui
Jadi, periode getaran ( ) adalah 1,1 sekon.
= 1,1 sekon
Jadi, periode getaran ( ) adalah 1,1 sekon.
b. Menghitung periode kuadrat Diketahui
= 1,1 sekon = 1,1 sekon
Jadi, periode kuadrat ( ) adalah 1,21 .
Jadi, periode kuadrat ( ) adalah 1,21 .
c. Menghitung percepatan gravitasi ( ) Diketahui
= 0,3 m = 0,3 m
Ditanya :
Penyelesaian :
Jadi, percepatan gravitasi untuk data I adalah 9,77 .
Jadi, percepatan gravitasi untuk data I adalah 9,77 .
d. Menghitung percepatan gravitasi rata-rata Diketahui
Ditanya : = .. . ? Penyelesaian
Jadi, besar percepatan gravitasi rata-ratanya adalah 9,77 .
e. Menghitung standar deviasi (SD)
Jadi, standar deviasinya adalah 0.
f. Menghitung rentang nilai pengukuran (NP)
Diketahui
Ditanya
: NP = . . .?
N =...?
= 9,77 Jadi, rentang nilai pengukurannya adalah antara atau
tetap 9,77
g. Menghitung persentase kesalahan relatif (%KR)
=0% Jadi, kesalahan relatif pengukuran adalah 0 %.