Praktikum Fisika Dasar Kesetimbangan Gay
LAPORAN PRAKTIKUM
FISIKA DASAR 1
ACARA IV
KESETIMBANGAN GAYA
DISUSUN OLEH
RIZKA FITRIANA (G1B014038)
SITI HEDIYANTI (G1B014039)
PROGRAM STUDI FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS MATARAM
2014
ACARA IV
KESETIMBANGAN GAYA
ABSTRAK
Praktikum ini berjudul Kesetimbangan gaya. Tujuannya ada 2, yaitu untuk mempelajari
tentang Hukum II Newton dan mahasiswa dapat mengetahui gaya-gaya dalam keadaan
setimbang. Pada kondisi setimbang, jumlah vektor gaya yang bekerja pada benda adalah nol. Ini
disebabkan karena percepatan benda adalah nol dan ada gaya yang berlawanan arah dan besarnya
sama. Untuk mengukur besarnya gaya, yaitu gaya horizontal (Fh) dan gaya vertikal (Fv) dengan
cara mengukur besarnya sudut yang terbentuk. Metode yang digunakan dalam percobaan ini
adalah pengukuran dan perhitungan pada analisis data. Percobaan dilakukan sebanyak 5 kali
dengan massa yang berbeda-beda. Besarnya Fh yang paling bagus yaitu Fh = -0,0364
Besarnya Fv yang paling bagus yaitu Fv = 0,00348
0,01 N.
0,02 N. Jadi, dapat disimpulkan bahwa
benda yang dalam keadaan setimbang berlaku hukum II Newton secara mutlak.
A. PELAKSANAAN PRAKTIKUM
1. Tujuan Praktikum
Praktikum ini bertujuan untuk :
a. Mempelajari tentang hukum kedua Newton.
b. Untuk dapat mengetahui gaya-gaya dalam keadaan setimbang.
2. Waktu Praktikum
Praktikum ini dilaksanakan pada :
Sabtu, 27 Desember 2014
3. Tempat Praktikum
Praktikum ini dilaksanakan di :
Laboratorium Fisika Dasar, Lantai II, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,
Universitas Mataram.
B. ALAT DAN BAHAN PRAKTIKUM
1. Alat-alat Praktikum
Alat-alat praktikum yang digunakan adalah:
a. Statif
b. Benang nilon ± 1 m
c. Busur derajat
d. Katrol
2. Bahan-bahan Praktikum
Bahan-bahan praktikum yang digunakan adalah:
a. Set beban 250 gram
b. Set beban 225 gram
C. LANDASAN TEORI
Hukum II Newton menyatakan bahwa “saat dilihat dari suatu kerangka acuan inersia,
percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan gaya netto yang bekerja padanya dan
berbanding terbalik dengan massanya”, rumus matematisnya adalah :
ΣF = m.a
Percepatannya disebabkan oleh gaya netto ΣF yang bekerja pada benda dimana gaya netto
ini adalah jumlah gaya yang bekerja pada benda tersebut. Pada kesetimbangan gaya,
percepatan benda adalah
Maka ΣF = 0
Oleh karena kondisi benda tersebut menghasilkan persamaan (Serway, 2004 : 552).
ΣFx = m.ax = 0
ΣFy = m.ay = 0
ΣFz = m.az = 0
Cara menghitung Standar Deviasi (SD) adalah:
Cara menghitung error (δ) adalah:
SD = √
δ=
∑
√
-̅
-
D. PROSEDUR PERCOBAAN
Pada praktikum ini prosedur percobaannya adalah :
1. Menggantungkan 3 beban yang massanya berbeda pada benang.
2. Menggerakkan beban yang di tengah dan mengukur sudut kesetimbangan yang
dibentuk
(
).
3. Mengulangi langkah ke-2 dengan beban yang sama sebanyak 5 kali.
4. Mengulangi langkah ke-2 dan ke-3 dengan 5 kombinasi massa yang berbeda.
5. Mencatat hasil pengukuran yang diperoleh.
E. HASIL PENGAMATAN
Dengan menggantungkan 3 beban yang massanya berbeda pada benang di peroleh
sebagai berikut :
Tabel 1. Kombinasi massa M1 = 0,16 kg, M2 = 0,17 kg, M3 = 0,15 kg
NO
α ± 1o
± 1o
± 1o
1.
122o
113o
125o
2.
120o
115o
125o
3.
120o
118o
122o
4.
115o
119o
126o
5.
120o
115o
125o
Tabel 2. Kombinasi massa M1 = 0,15 kg, M2 = 0,15 kg, M3 = 0,175 kg
NO
α ± 1o
± 1o
± 1o
1.
129o
125o
106o
2.
130o
123o
107o
3.
130o
123o
107o
4.
129o
125o
106o
5.
130o
125o
105o
Tabel 3. Kombinasi massa M1 = 0,11 kg, M2 = 0,12 kg, M3 = 0,2 kg
NO
α ± 1o
± 1o
± 1o
1.
149o
141o
70o
2.
152o
146o
62o
3.
152o
150o
58o
4.
151o
149o
60o
5.
147o
142o
71o
Tabel 4. Kombinasi massa M1 = 0,12 kg, M2 = 0,15 kg, M3 = 0,1 kg
NO
α ± 1o
± 1o
± 1o
1.
119o
100o
132o
2.
118o
106o
136o
3.
120o
101o
139o
4.
123o
99o
138o
5.
124o
104o
132o
Tabel 5. Kombinasi massa M1 = 0,15 kg, M2 = 0,12 kg, M3 = 0,125 kg
NO
α ± 1o
± 1o
± 1o
1.
105o
130o
125o
2.
104o
129o
127o
3.
108o
125o
127o
4.
105o
125o
130o
5.
110o
120o
130o
F. ANALISIS DATA
Dari persamaan Fh= F2 cos (α – 90) – F1 cos ( -90) dan Fv= F1 sin ( – 90) + F2 sin (α –
90) – F3, diperoleh hasil Fh dan Fv sebagai berikut:
Tabel 6. Hasil Fh dan Fv untuk kombinasi massa M1 = 0,16 kg, M2 = 0,17 kg, M3 = 0,15 kg
NO.
α ± 1o
± 1o
± 1o
Fh (N)
Fv (N)
1.
122o
113o
125o
-0,029
0,026
2.
120o
115o
125o
0,022
0,026
3.
120o
118o
122o
0,059
0,099
4.
115o
119o
126o
0,139
-0,005
5.
120o
115o
125o
0,022
0,026
Tabel 7. Hasil Fh dan Fv untuk kombinasi massa M1 = 0,15 kg, M2 = 0,15 kg, M3 = 0,175 kg
NO.
α ± 1o
± 1o
± 1o
Fh (N)
Fv (N)
1.
129o
125o
106o
-0,062
0,102
2.
130o
123o
107o
-0,107
0,079
3.
130o
123o
107o
-0,107
0,079
4.
129o
125o
106o
-0,076
0,081
5.
130o
125o
105o
-0,078
0,122
Tabel 8. Hasil Fh dan Fv untuk kombinasi massa M1 = 0,11 kg, M2 = 0,12 kg, M3 = 0,2 kg
NO.
α ± 1o
± 1o
± 1o
Fh (N)
Fv (N)
1.
149o
141o
70o
-0,073
0,114
2.
152o
146o
62o
-0,051
0,028
3.
152o
150o
58o
0,013
0,012
4.
151o
149o
60o
-0,048
-0,048
5.
147o
142o
71o
-0,023
-0,124
Tabel 9. Hasil Fh dan Fv untuk kombinasi massa M1 = 0,12 kg, M2 = 0,15 kg, M3 = 0,1 kg
NO.
α ± 1o
1.
119
2.
o
± 1o
o
± 1o
o
Fh (N)
Fv (N)
100
132
0,0002
0,129
118o
106o
136o
0,167
0,034
3.
120o
101o
139o
0,119
0,021
4.
123o
99o
138o
0,071
0,004
124o
5.
104o
132o
0,078
0,127
Tabel 10. Hasil Fh dan Fv untuk kombinasi massa M1 = 0,15 kg, M2 = 0,12 kg, M3 = 0,125 kg
NO.
α ± 1o
± 1o
± 1o
Fh (N)
Fv (N)
1.
105o
130o
125o
0,009
0,024
2.
104o
129o
127o
-0,001
-0,015
3.
108o
125o
127o
-0,086
-0,018
4.
105o
125o
130o
-0,068
-0,077
5.
110o
120o
130o
-0,168
-0,088
dan δ =
√
, SD = √
, ̅
Dari persamaan ̅
diperoleh hasil sebagai berikut:
∑
-̅
-
,
Tabel 11. Hasil gaya horizontal (Fh) dan gaya vertikal (Fv)
Kombinasi
̅
̅
I
0,0426
II
-0,086 0,009
0,0926 0,08
III
-0,0364 0,01
-0,0044 0,04
IV
0,08704 0,03
0,0546 0,03
V
0,0628 0,03
0,00348 0,02
0,03
0,034
0,02
G. PEMBAHASAN
Praktikum kesetimbangan gaya bertujuan untuk mempelajari Hukum Newton II
dan mengetahui gaya-gaya yang bekerja pada benda yang dalam keadaan setimbang.
Hukum II Newton menyatakan bahwa “saat dilihat dari suatu kerangka acuan inersia,
percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan gaya netto yang bekerja padanya dan
berbanding terbalik dengan massanya”. Pada keadaan setimbang jumlah vektor gayanya
adalah nol. Hal ini disebabkan karena percepatan yang dialami benda tersebut adalah nol.
Dari hasil percobaan, didapatkan nilai sudut yang hamper sama dengan 5 kali
pengulangan. Pada kombinasi pertama dengan massa m1 = 0,16kg , m2 = 0,17 kg , dan m3
= 0,15 kg diperoleh α=1ββ ,
=11γ dan =1β . Percobaan setiap kombinasi dilakukan
pengulangan selama lima kali. Sehingga didapatkan rata-rata gaya horizontal (Fh) pada
kombinasi pertama adalah ̅
0,034
dan gaya vertikalnya adalah ̅
0,02 N. Dari hasil perhitungan pada analisis data, di peroleh beberapa gaya
bernilai negatif dan sisanya positif. Tanda negatif menunjukkan bahwa gaya tersebut
arahnya berlawanan dari titik awalnya. Fh negatif menyatakan bahwa arah gaya
kesetimbangan kearah x negatif dan Fv negatif menyatakan bahwa arah gaya
kesetimbangan kearah y negatif. Dari perhitungan tersebut terlihat bahwa hasilnya sudah
sangat baik karena angkanya sangat kecil dengan error yang kecil pula. Untuk
mendapatkan hasil yang lebih bagus kita perlu memperhatikan alat yang digunakan,
terutama pada katrolnya. Katrol yang digunakan haruslah tepat posisinya karena gesekan
pada katrol sangat mempengaruhi hasil percobaan yang dilakukan. Pada percobaan kali
ini jumlah seluruh gaya adalah sama dengan nol
didapatkan adalah segitiga tertutup.
∑
dan segitiga yang
H. PENUTUP
1. Kesimpulan
Berdasarkan haril percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa :
a. Benda yang dalam keadaan setimbang berlaku hukum Newton II ( ΣF = m.a ), karena
benda yang dalam keadaan setimbang memiliki percepatan sama dengan nol, sehingga
total gaya yang bekerja sama dengan nol ( ΣF = 0 ).
b. Gaya-gaya yang bekerja dalam keadaan setimbang adalah gaya horizontal dan gaya
vertikal, dimana jumlah gayanya adalah nol.
2. Saran
Untuk para praktikan, sebelum melakukan praktikum harus memperhatikan peralatan
yang digunakan, terutama katrolnya dan harus teliti dalam membaca besarnya sudut yang
dibentuk busur derajat agar memperoleh hasil yang lebih bagus lagi.
DAFTAR PUSTAKA
Serway, Raymond A. 2004. Fisika Untuk Sains dan Teknik. Jakarta : Salemba.
LAMPIRAN
Menghitung nilai Fh dan Fv
1. Kombinasi Massa Pertama (M1 = 0,16 kg, M2 = 0,17 kg, M3 = 0,15 kg)
F1
= M1 . g
= 0,16 . 9,8
= 1,568 N
F2
= M2 . g
= 0,17 . 9,8
= 1,666 N
F3
= M3 . g
= 0,15 . 9,8
= 1,47 N
Fh1
= F2 cos (α – 90) – F1 cos ( -90)
= 1,666 cos (128 – 90) – 1,568 cos (103 – 90)
= 1,3128 – 1,5278
= - 0,215 N
Fv1
= F1 sin ( – 90) + F2 sin (α – 90) – F3
= 1,568 sin (103 – 90) + 1,666 sin (128 – 90) – 1,47
= 0,3527 + 1,0257 – 1,47
= - 0,0916 N
2. Kombinasi Massa Kedua (M1 = 0,15 kg, M2 = 0,15 kg, M3 = 0,175 kg)
F1
= M1 . g
= 0,15 . 9,8
= 1,47 N
F2
= M2 . g
= 0,15 . 9,8
= 1,47 N
F3
= M3 . g
= 0,175 . 9,8
= 1,666 N
Fh1
= F2 cos (α – 90) – F1 cos ( -90)
= 1,47 cos (127 – 90) – 1,47 cos (132 – 90)
= 1,17399 – 1,094
= 0,08159 N
Fv1
= F1 sin ( – 90) + F2 sin (α – 90) – F3
= 1,47 sin (132 – 90) + 1,47 sin (127 – 90) – 1,666
= 0,9836 + 1,8847 – 1,666
= 0,2023 N
3. Kombinasi Massa Ketiga (M1 = 0,11 kg, M2 = 0,12 kg, M3 = 0,2 kg)
F1
= M1 . g
= 0,11 . 9,8
= 1,078 N
F2
= M2 . g
= 0,12 . 9,8
= 1,176 N
F3
= M3 . g
= 0,2 . 9,8
= 1,96 N
Fh1
= F2 cos (α – 90) – F1 cos ( -90)
= 1,176 cos (146 – 90) – 1,078 cos (137 – 90)
= 0,6576 – 0,7352
= - 0,0776 N
Fv1
= F1 sin ( – 90) + F2 sin (α – 90) – F3
= 1,078 sin (137 – 90) + 1,176 sin (146 – 90) – 1,96
= - 0,1966 N
4. Kombinasi Massa Keempat (M1 = 0,12 kg, M2 = 0,15 kg, M3 = 0,1 kg)
F1
= M1 . g
= 0,12 . 9,8
= 1,176 N
F2
= M2 . g
= 0,15 . 9,8
= 1,47 N
F3
= M3 . g
= 0,1 . 9,8
= 0,98 N
Fh1
= F2 cos (α – 90) – F1 cos ( -90)
= 1,47 cos (119 – 90) – 1,176 cos (114 – 90)
= 1,2857 – 1,0743
= - 0,2114 N
Fv1
= F1 sin ( – 90) + F2 sin (α – 90) – F3
= 1,176 sin (114 – 90) + 1,47 sin (119 – 90) – 0,98
= 0,2109 N
5. Kombinasi Massa Kelima (M1 = 0,15 kg, M2 = 0,12 kg, M3 = 0,125 kg)
F1
= M1 . g
= 0,15 . 9,8
= 1,47 N
F2
= M2 . g
= 0,12 . 9,8
= 1,176 N
F3
= M3 . g
= 0,125 . 9,8
= 1,225 N
Fh1
= F2 cos (α – 90) – F1 cos ( -90)
= 1,176 cos (110 – 90) – 1,47 cos (138 – 90)
= 1,1051 – 0,9836
= 0,1215
Fv1
= F1 sin ( – 90) + F2 sin (α – 90) – F3
= 1,47 sin (138 – 90) + 1,176 sin (110 – 90) – 1,225
= 0,2696 N
Menghitung rata-rata dan ralat perhitungan menggunakan kombinasi massa pertama (M1 =
0,16 kg, M2 = 0,17 kg, M3 = 0,15 kg)
Rata-rata Fh
̅
̅
=
= -0,00312 N
Rata-rata Fv
̅
̅
=
= 0,19986 N
Standar deviasi Fh
SD
∑
=√
=√
=√
=√
̅
=√
= 0,1340
Error untuk Fh
δ =
=
√
√
= 0,0599
= 0,06
Standar deviasi Fv
∑
=√
SD
̅
=√
=√
=√
=√
= 0,1809
Error untuk Fv
δ =
=
√
√
= 0,0809
= 0,08
Tabel 12. Hasil Standar Deviasi dan Error Fh dan Fv
Kombinasi
I
Gaya Horizontal (Fh)
Gaya vertikal (Fv)
SD
δ
SD
δ
0,1340
0,06
0,1809
0,08
II
0,1200
0,05
0,0678
0,03
III
0,0671
0,03
0,0892
0,04
IV
0,0909
0,04
0,1162
0,05
V
0,1125
0,05
0,0861
0,04
FISIKA DASAR 1
ACARA IV
KESETIMBANGAN GAYA
DISUSUN OLEH
RIZKA FITRIANA (G1B014038)
SITI HEDIYANTI (G1B014039)
PROGRAM STUDI FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS MATARAM
2014
ACARA IV
KESETIMBANGAN GAYA
ABSTRAK
Praktikum ini berjudul Kesetimbangan gaya. Tujuannya ada 2, yaitu untuk mempelajari
tentang Hukum II Newton dan mahasiswa dapat mengetahui gaya-gaya dalam keadaan
setimbang. Pada kondisi setimbang, jumlah vektor gaya yang bekerja pada benda adalah nol. Ini
disebabkan karena percepatan benda adalah nol dan ada gaya yang berlawanan arah dan besarnya
sama. Untuk mengukur besarnya gaya, yaitu gaya horizontal (Fh) dan gaya vertikal (Fv) dengan
cara mengukur besarnya sudut yang terbentuk. Metode yang digunakan dalam percobaan ini
adalah pengukuran dan perhitungan pada analisis data. Percobaan dilakukan sebanyak 5 kali
dengan massa yang berbeda-beda. Besarnya Fh yang paling bagus yaitu Fh = -0,0364
Besarnya Fv yang paling bagus yaitu Fv = 0,00348
0,01 N.
0,02 N. Jadi, dapat disimpulkan bahwa
benda yang dalam keadaan setimbang berlaku hukum II Newton secara mutlak.
A. PELAKSANAAN PRAKTIKUM
1. Tujuan Praktikum
Praktikum ini bertujuan untuk :
a. Mempelajari tentang hukum kedua Newton.
b. Untuk dapat mengetahui gaya-gaya dalam keadaan setimbang.
2. Waktu Praktikum
Praktikum ini dilaksanakan pada :
Sabtu, 27 Desember 2014
3. Tempat Praktikum
Praktikum ini dilaksanakan di :
Laboratorium Fisika Dasar, Lantai II, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,
Universitas Mataram.
B. ALAT DAN BAHAN PRAKTIKUM
1. Alat-alat Praktikum
Alat-alat praktikum yang digunakan adalah:
a. Statif
b. Benang nilon ± 1 m
c. Busur derajat
d. Katrol
2. Bahan-bahan Praktikum
Bahan-bahan praktikum yang digunakan adalah:
a. Set beban 250 gram
b. Set beban 225 gram
C. LANDASAN TEORI
Hukum II Newton menyatakan bahwa “saat dilihat dari suatu kerangka acuan inersia,
percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan gaya netto yang bekerja padanya dan
berbanding terbalik dengan massanya”, rumus matematisnya adalah :
ΣF = m.a
Percepatannya disebabkan oleh gaya netto ΣF yang bekerja pada benda dimana gaya netto
ini adalah jumlah gaya yang bekerja pada benda tersebut. Pada kesetimbangan gaya,
percepatan benda adalah
Maka ΣF = 0
Oleh karena kondisi benda tersebut menghasilkan persamaan (Serway, 2004 : 552).
ΣFx = m.ax = 0
ΣFy = m.ay = 0
ΣFz = m.az = 0
Cara menghitung Standar Deviasi (SD) adalah:
Cara menghitung error (δ) adalah:
SD = √
δ=
∑
√
-̅
-
D. PROSEDUR PERCOBAAN
Pada praktikum ini prosedur percobaannya adalah :
1. Menggantungkan 3 beban yang massanya berbeda pada benang.
2. Menggerakkan beban yang di tengah dan mengukur sudut kesetimbangan yang
dibentuk
(
).
3. Mengulangi langkah ke-2 dengan beban yang sama sebanyak 5 kali.
4. Mengulangi langkah ke-2 dan ke-3 dengan 5 kombinasi massa yang berbeda.
5. Mencatat hasil pengukuran yang diperoleh.
E. HASIL PENGAMATAN
Dengan menggantungkan 3 beban yang massanya berbeda pada benang di peroleh
sebagai berikut :
Tabel 1. Kombinasi massa M1 = 0,16 kg, M2 = 0,17 kg, M3 = 0,15 kg
NO
α ± 1o
± 1o
± 1o
1.
122o
113o
125o
2.
120o
115o
125o
3.
120o
118o
122o
4.
115o
119o
126o
5.
120o
115o
125o
Tabel 2. Kombinasi massa M1 = 0,15 kg, M2 = 0,15 kg, M3 = 0,175 kg
NO
α ± 1o
± 1o
± 1o
1.
129o
125o
106o
2.
130o
123o
107o
3.
130o
123o
107o
4.
129o
125o
106o
5.
130o
125o
105o
Tabel 3. Kombinasi massa M1 = 0,11 kg, M2 = 0,12 kg, M3 = 0,2 kg
NO
α ± 1o
± 1o
± 1o
1.
149o
141o
70o
2.
152o
146o
62o
3.
152o
150o
58o
4.
151o
149o
60o
5.
147o
142o
71o
Tabel 4. Kombinasi massa M1 = 0,12 kg, M2 = 0,15 kg, M3 = 0,1 kg
NO
α ± 1o
± 1o
± 1o
1.
119o
100o
132o
2.
118o
106o
136o
3.
120o
101o
139o
4.
123o
99o
138o
5.
124o
104o
132o
Tabel 5. Kombinasi massa M1 = 0,15 kg, M2 = 0,12 kg, M3 = 0,125 kg
NO
α ± 1o
± 1o
± 1o
1.
105o
130o
125o
2.
104o
129o
127o
3.
108o
125o
127o
4.
105o
125o
130o
5.
110o
120o
130o
F. ANALISIS DATA
Dari persamaan Fh= F2 cos (α – 90) – F1 cos ( -90) dan Fv= F1 sin ( – 90) + F2 sin (α –
90) – F3, diperoleh hasil Fh dan Fv sebagai berikut:
Tabel 6. Hasil Fh dan Fv untuk kombinasi massa M1 = 0,16 kg, M2 = 0,17 kg, M3 = 0,15 kg
NO.
α ± 1o
± 1o
± 1o
Fh (N)
Fv (N)
1.
122o
113o
125o
-0,029
0,026
2.
120o
115o
125o
0,022
0,026
3.
120o
118o
122o
0,059
0,099
4.
115o
119o
126o
0,139
-0,005
5.
120o
115o
125o
0,022
0,026
Tabel 7. Hasil Fh dan Fv untuk kombinasi massa M1 = 0,15 kg, M2 = 0,15 kg, M3 = 0,175 kg
NO.
α ± 1o
± 1o
± 1o
Fh (N)
Fv (N)
1.
129o
125o
106o
-0,062
0,102
2.
130o
123o
107o
-0,107
0,079
3.
130o
123o
107o
-0,107
0,079
4.
129o
125o
106o
-0,076
0,081
5.
130o
125o
105o
-0,078
0,122
Tabel 8. Hasil Fh dan Fv untuk kombinasi massa M1 = 0,11 kg, M2 = 0,12 kg, M3 = 0,2 kg
NO.
α ± 1o
± 1o
± 1o
Fh (N)
Fv (N)
1.
149o
141o
70o
-0,073
0,114
2.
152o
146o
62o
-0,051
0,028
3.
152o
150o
58o
0,013
0,012
4.
151o
149o
60o
-0,048
-0,048
5.
147o
142o
71o
-0,023
-0,124
Tabel 9. Hasil Fh dan Fv untuk kombinasi massa M1 = 0,12 kg, M2 = 0,15 kg, M3 = 0,1 kg
NO.
α ± 1o
1.
119
2.
o
± 1o
o
± 1o
o
Fh (N)
Fv (N)
100
132
0,0002
0,129
118o
106o
136o
0,167
0,034
3.
120o
101o
139o
0,119
0,021
4.
123o
99o
138o
0,071
0,004
124o
5.
104o
132o
0,078
0,127
Tabel 10. Hasil Fh dan Fv untuk kombinasi massa M1 = 0,15 kg, M2 = 0,12 kg, M3 = 0,125 kg
NO.
α ± 1o
± 1o
± 1o
Fh (N)
Fv (N)
1.
105o
130o
125o
0,009
0,024
2.
104o
129o
127o
-0,001
-0,015
3.
108o
125o
127o
-0,086
-0,018
4.
105o
125o
130o
-0,068
-0,077
5.
110o
120o
130o
-0,168
-0,088
dan δ =
√
, SD = √
, ̅
Dari persamaan ̅
diperoleh hasil sebagai berikut:
∑
-̅
-
,
Tabel 11. Hasil gaya horizontal (Fh) dan gaya vertikal (Fv)
Kombinasi
̅
̅
I
0,0426
II
-0,086 0,009
0,0926 0,08
III
-0,0364 0,01
-0,0044 0,04
IV
0,08704 0,03
0,0546 0,03
V
0,0628 0,03
0,00348 0,02
0,03
0,034
0,02
G. PEMBAHASAN
Praktikum kesetimbangan gaya bertujuan untuk mempelajari Hukum Newton II
dan mengetahui gaya-gaya yang bekerja pada benda yang dalam keadaan setimbang.
Hukum II Newton menyatakan bahwa “saat dilihat dari suatu kerangka acuan inersia,
percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan gaya netto yang bekerja padanya dan
berbanding terbalik dengan massanya”. Pada keadaan setimbang jumlah vektor gayanya
adalah nol. Hal ini disebabkan karena percepatan yang dialami benda tersebut adalah nol.
Dari hasil percobaan, didapatkan nilai sudut yang hamper sama dengan 5 kali
pengulangan. Pada kombinasi pertama dengan massa m1 = 0,16kg , m2 = 0,17 kg , dan m3
= 0,15 kg diperoleh α=1ββ ,
=11γ dan =1β . Percobaan setiap kombinasi dilakukan
pengulangan selama lima kali. Sehingga didapatkan rata-rata gaya horizontal (Fh) pada
kombinasi pertama adalah ̅
0,034
dan gaya vertikalnya adalah ̅
0,02 N. Dari hasil perhitungan pada analisis data, di peroleh beberapa gaya
bernilai negatif dan sisanya positif. Tanda negatif menunjukkan bahwa gaya tersebut
arahnya berlawanan dari titik awalnya. Fh negatif menyatakan bahwa arah gaya
kesetimbangan kearah x negatif dan Fv negatif menyatakan bahwa arah gaya
kesetimbangan kearah y negatif. Dari perhitungan tersebut terlihat bahwa hasilnya sudah
sangat baik karena angkanya sangat kecil dengan error yang kecil pula. Untuk
mendapatkan hasil yang lebih bagus kita perlu memperhatikan alat yang digunakan,
terutama pada katrolnya. Katrol yang digunakan haruslah tepat posisinya karena gesekan
pada katrol sangat mempengaruhi hasil percobaan yang dilakukan. Pada percobaan kali
ini jumlah seluruh gaya adalah sama dengan nol
didapatkan adalah segitiga tertutup.
∑
dan segitiga yang
H. PENUTUP
1. Kesimpulan
Berdasarkan haril percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa :
a. Benda yang dalam keadaan setimbang berlaku hukum Newton II ( ΣF = m.a ), karena
benda yang dalam keadaan setimbang memiliki percepatan sama dengan nol, sehingga
total gaya yang bekerja sama dengan nol ( ΣF = 0 ).
b. Gaya-gaya yang bekerja dalam keadaan setimbang adalah gaya horizontal dan gaya
vertikal, dimana jumlah gayanya adalah nol.
2. Saran
Untuk para praktikan, sebelum melakukan praktikum harus memperhatikan peralatan
yang digunakan, terutama katrolnya dan harus teliti dalam membaca besarnya sudut yang
dibentuk busur derajat agar memperoleh hasil yang lebih bagus lagi.
DAFTAR PUSTAKA
Serway, Raymond A. 2004. Fisika Untuk Sains dan Teknik. Jakarta : Salemba.
LAMPIRAN
Menghitung nilai Fh dan Fv
1. Kombinasi Massa Pertama (M1 = 0,16 kg, M2 = 0,17 kg, M3 = 0,15 kg)
F1
= M1 . g
= 0,16 . 9,8
= 1,568 N
F2
= M2 . g
= 0,17 . 9,8
= 1,666 N
F3
= M3 . g
= 0,15 . 9,8
= 1,47 N
Fh1
= F2 cos (α – 90) – F1 cos ( -90)
= 1,666 cos (128 – 90) – 1,568 cos (103 – 90)
= 1,3128 – 1,5278
= - 0,215 N
Fv1
= F1 sin ( – 90) + F2 sin (α – 90) – F3
= 1,568 sin (103 – 90) + 1,666 sin (128 – 90) – 1,47
= 0,3527 + 1,0257 – 1,47
= - 0,0916 N
2. Kombinasi Massa Kedua (M1 = 0,15 kg, M2 = 0,15 kg, M3 = 0,175 kg)
F1
= M1 . g
= 0,15 . 9,8
= 1,47 N
F2
= M2 . g
= 0,15 . 9,8
= 1,47 N
F3
= M3 . g
= 0,175 . 9,8
= 1,666 N
Fh1
= F2 cos (α – 90) – F1 cos ( -90)
= 1,47 cos (127 – 90) – 1,47 cos (132 – 90)
= 1,17399 – 1,094
= 0,08159 N
Fv1
= F1 sin ( – 90) + F2 sin (α – 90) – F3
= 1,47 sin (132 – 90) + 1,47 sin (127 – 90) – 1,666
= 0,9836 + 1,8847 – 1,666
= 0,2023 N
3. Kombinasi Massa Ketiga (M1 = 0,11 kg, M2 = 0,12 kg, M3 = 0,2 kg)
F1
= M1 . g
= 0,11 . 9,8
= 1,078 N
F2
= M2 . g
= 0,12 . 9,8
= 1,176 N
F3
= M3 . g
= 0,2 . 9,8
= 1,96 N
Fh1
= F2 cos (α – 90) – F1 cos ( -90)
= 1,176 cos (146 – 90) – 1,078 cos (137 – 90)
= 0,6576 – 0,7352
= - 0,0776 N
Fv1
= F1 sin ( – 90) + F2 sin (α – 90) – F3
= 1,078 sin (137 – 90) + 1,176 sin (146 – 90) – 1,96
= - 0,1966 N
4. Kombinasi Massa Keempat (M1 = 0,12 kg, M2 = 0,15 kg, M3 = 0,1 kg)
F1
= M1 . g
= 0,12 . 9,8
= 1,176 N
F2
= M2 . g
= 0,15 . 9,8
= 1,47 N
F3
= M3 . g
= 0,1 . 9,8
= 0,98 N
Fh1
= F2 cos (α – 90) – F1 cos ( -90)
= 1,47 cos (119 – 90) – 1,176 cos (114 – 90)
= 1,2857 – 1,0743
= - 0,2114 N
Fv1
= F1 sin ( – 90) + F2 sin (α – 90) – F3
= 1,176 sin (114 – 90) + 1,47 sin (119 – 90) – 0,98
= 0,2109 N
5. Kombinasi Massa Kelima (M1 = 0,15 kg, M2 = 0,12 kg, M3 = 0,125 kg)
F1
= M1 . g
= 0,15 . 9,8
= 1,47 N
F2
= M2 . g
= 0,12 . 9,8
= 1,176 N
F3
= M3 . g
= 0,125 . 9,8
= 1,225 N
Fh1
= F2 cos (α – 90) – F1 cos ( -90)
= 1,176 cos (110 – 90) – 1,47 cos (138 – 90)
= 1,1051 – 0,9836
= 0,1215
Fv1
= F1 sin ( – 90) + F2 sin (α – 90) – F3
= 1,47 sin (138 – 90) + 1,176 sin (110 – 90) – 1,225
= 0,2696 N
Menghitung rata-rata dan ralat perhitungan menggunakan kombinasi massa pertama (M1 =
0,16 kg, M2 = 0,17 kg, M3 = 0,15 kg)
Rata-rata Fh
̅
̅
=
= -0,00312 N
Rata-rata Fv
̅
̅
=
= 0,19986 N
Standar deviasi Fh
SD
∑
=√
=√
=√
=√
̅
=√
= 0,1340
Error untuk Fh
δ =
=
√
√
= 0,0599
= 0,06
Standar deviasi Fv
∑
=√
SD
̅
=√
=√
=√
=√
= 0,1809
Error untuk Fv
δ =
=
√
√
= 0,0809
= 0,08
Tabel 12. Hasil Standar Deviasi dan Error Fh dan Fv
Kombinasi
I
Gaya Horizontal (Fh)
Gaya vertikal (Fv)
SD
δ
SD
δ
0,1340
0,06
0,1809
0,08
II
0,1200
0,05
0,0678
0,03
III
0,0671
0,03
0,0892
0,04
IV
0,0909
0,04
0,1162
0,05
V
0,1125
0,05
0,0861
0,04