Amanda Elianty 2015043125 Statis

MODUL 3 STATIS

LAPORAN PRAKTIKUM TKI 200 - Praktikum Fisika

Nama NIM Shift/Kelompok Shift/Kelompok Tanggal Praktikum Asisten

: Amanda Elianty Nurebita : 2015-043-125 : A/3 : 12 September 2016 : Benedict Yunas

LABORATORIUM MEKANIKA EKSPERMENTAL PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN - FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS KATOLIK INDONESIA ATMA JAYA JAKARTA 2016

I.

TUJUAN

1. Mempelajari kesetimbangan sistem dawai. 2. Menganalisis “unknown force” dalam kesetimbangan sistem dawai. 3. Menganalisis “unknown mass” dalam kesetimbangan sistem dawai.

II.

LANDASAN TEORI

Keseimbangan sistem dawai dapat dicapai bila resultan vektor dari semua gaya eksternal yang bekerja pada sistem tersebut sama dengan nol. Berdasarkan prinsip tersebut, maka besarnya gaya yang tidak diketahui (unknown force) ataupun massa yang tidak diketahui (unknown mass) dapat dihitung pada saat sistem berada dalam keseimbangan. Menurut Hukum I Newton yang berbunyi bila resultan gaya yang  bekerja pada suatu benda sama dengan nol maka benda yang mula-mula  berada dalam bergerak lurus beraturam akan tetap bergerak tanpa mengalami perubahaan kecepatan. Secara matematis, pernyataan di atas dapat dinyatakan dengan :

Σ=.  =0

Di mana ΣF adalah resultan dari semua gaya yang diaplikasikan ke suatu  benda. Hukum III Newton yang berbunyi bila benda pertama mengerjakan suatu gaya pada benda kedua maka gaya yang dikeluarkan oleh benda  pertama akan sama dengan gaya yang diterima oleh kedua benda, namun hanya arahnya saja yang berkebalikan atau secara sistematis dapat dinyatakan dengan :

 =

Bedasarkan Hukum Newton, partikel dapat diasumsikan berada berada dalam kondisi keseimbangan static (static equilibrium). Untuk kasus sistem dawai , setiap nodal dapat dianggap sebagai partikel yang berada dalam keseimbangan static, sehingga persamaan untuk tiga buah gaya yang  bekerja pada satu titik adalah sebagai berikut :

 =  = 

F2

F1 β α

γ

F3

Dimana : F1 = gaya tegangan tali 1. F2 = gaya tegangan tali 2. F3 = gaya berat dari benda yang digantung.

Untuk vektor gaya, dapat direalisasikan sebagai berikut : Fy F

Fx = F cos θ Fy = F sin θ θ

Fx

III.

ALAT-ALAT YANG DIGUNAKAN

1. 1 buah busur derajat 2. Untaian kawat 3. 3 buah katrol plastic 4. 1 set beban

IV.

JALAN PERCOBAAN

Mb

Mc Ma

1. Rangkailah sistem dawai seperti pada gambar diatas. 2. Lalu pasanglah beban-beban yang telah ditetapkan sesuai dengan letaknya. 3. Kemudian ukurlah sudut-sudut yang terbentuk oleh akibat dari adanya  beban yang sudah terpasang tersebut dan catatlah sebagai α, β, γ pada lembar data. 4. Ulangilah langkah 2-3 untuk masing-masing beban yang telah ditetapkan.

V.

LEMBAR DATA, PERHITUNGAN DAN TABEL

V.1 Lembar Data

V.2 Perhitungan 1. Hitunglah besar gaya (Fc) dan massa (Mc) dari benda c!

Fb Fc α1

α2

β2

γ1 γ2 β1

Fa

 =2=106 =0,=0,00216 =9,81 / = .   =0, 0 1 6  9 , 8 1 =0, 1 5 6 9 6  c =c o s  2= 0 , 1 5 6 9 6 o s 8 1 =0, 0 2 4 5  =sin2=0,15696sin 81 =0,15502  = .   =0, 0 2  9 , 8 1 =0, 1 9 6 2    =c o s  1= 0 , 1 9 6 2 c o s 23=0, 1 8 0 6 0  =sin1=0,1962sin23=0,076 6   =  =0 , 0 2 4 5 0, 1 8 0 6 0 =0, 2 0 5 1 5  = =0,15 02 0,076 6 =0,07836 

- Data 1







  =√ 0,20515 0,07836 =√       =0,219601  =  = ,, =0,02238   =1=128 =0, =0,001182  =9,8= 1  .  =0, 0 1 8  9 , 8 1 =0, 1 7 6 5 8  c =c o s  2= 0 , 1 7 6 5 8 o s 8 1 =0, 0 2 7 6 2  =sin2= 0,17658 sin 81 =0,174 1  = .   =0, 0 1 2  9, 8 1=0, 1 7 2  c =c o s  1= 0 , 1 7 2 o s 23=0, 1 0 8 3 6  =sin1=0,1 7 2 sin23=0,04599   =  =0 , 0 2 7 6 2 0, 1 0 8 3 6 =0, 1 3 5 9 8  = =0,174 1 0,0459 =0,12842    =√ 0,13598 0,12842 =√       =0,18074  =  = ,, =0,01842  



-

Data 2











2. Hitunglah ralat absolut dan relatifnya! (Menggunakan data 2)

=       ==√  9,810 0,016 0 =0 =    2    =  sin2 0  s in2     =   0, 1 7658s i n 81     =1,52198  10− =    2    =  sin2 0  c os2    =  0 , 1 7658c o s 2 3     =1,41845  10− ==√  00 =0



Fa = ma.g



Fax = Fa cos γ2





Fay = Fa sin γ2

Fb = m b.g

=    1     =  cos1 0 s in1    =   0, 1 1772s i n 23     =4,0139  10− =    1    =  sin1 0 c os1      = 0 , 1 1772c o s 2 3     =9,45635  10− ==      √ 1=1,1,5522191841100−− 14,0139  10− ==      √ 1=1,1,44118943541100−− 19,45635  10−



Fbx = Fb cos γ1



Fby = Fb sin γ1





Fcx = Fax + Fbx

Fcy = Fay –  Fby



       √  =        −    ( ) 1 , 5 2 1 4  1 0       =  √ (√ ++) 1,41934  10−  ,    −    ( ) 1 , 5 2 1 4  1 0     √   ,    +  ,   =  (√ ,,+,) 1,41934  10− =2,08117  10− Fc =

=    −    =   2,081 7  10 −   0 − =  , 2,081 7  10  =2,12148  10 0,18074 ± 2,08117  10−   10 % = ,,   100% =0,01 51803696 % 0,02238 ± 2,12148  10−   10 %= ,,   100% = 0,0 9479356568 % 

Mc = Fc/g

Kesalahan Absolut Fc  Fc ± SFc = Kesalahan Relatif Fc :

Kesalahan Absolut Mc  Mc ± SMc = Kesalahan Relatif Mc :

V.3 Tabel SFc

Data 1

Data 2

0±5,,21295923601  10 0±.12,800784117  10− 0±,22,1926705518  10− 0,02238± 2,12148  10− Kesalahan Absolut

0,0 2394902573% 0,01 51803696 % Kesalahan Relatif

Tabel 5.3.1 Kesalahan Absolut dan Relatif SFc

SMc

Kesalahan Absolut

Data 1

Data 2

0,0 103623 897% 0,0 9479356568 % Kesalahan Relatif

Tabel 5.3.2 Kesalahan Absolut dan Relatif SMc

VI. TUGAS DAN PERTANYAAN

1. Hitunglah besar (Fc) dan massa (Mc) dari benda c! 2. Hitunglah ralat absolut dan relatifnya! 3. Buktikan hasil yang didapat dari nomor 1 sesuai dengan massa benda yang tertera pada benda c! Mc saat

Mc Data 1 (kg)

Mc Data 2 (kg)

0,02238

0,01842

percobaan (kg)

0,024

Setelah Mc dari saat percobaan dengan data 1 dan 2 di  perbandingkan, terdapat perbedaan yang tidak terlalu jauh dengan Mc data 1. Sedangkan perbandingan antara Mc saat percobaan dengan Mc data 2 hasilnya cukup jauh, hal-hal yang menyebabkan

 perbedaan ini bisa muncul dari berbagai faktor. Seperti beban yang terlalu berat atau ringan, penempatan busur yang kurang pas di tengah, dan penempatan kawat yang tidak sempurna. VII. ANALISIS

Seperti yang telah diketahui, keseimbangan sistem dawai dapat dicapai bila resultan vektor dari semua gaya eksternal yang bekerja pada sistem sama dengan sehati. Besarnya gaya yang unknown force  dan unknown mass  dapat dihitung dalam keseimbangan. Dari hasil perhitungan yang didapat, Mc dari data 1 didapat sebesar 0,02238 kg, sedangkan untuk Mc dari data 2 didapat sebesar 0,01842 kg. Hasil Mc dari kedua data tersebut berbeda dengan Mc saat  percobaan yaitu sebesar 0,024 kg. Untuk data 1, perbandingan hasil Mc dengan Mc saat percobaan tidak terlalu jauh tapi tetap berbeda, namun untuk hasil Mc data 2 memiliki perbedaan hasil yang cukup jauh dengan Mc saat percobaan. Hal yang menyebabkan perbedaan hasil ini dapat disebabkan oleh ketidaksesuaian peletakkan busur derajat yang kurang pas di tengah, kesalahan dalam pembulatan nilai, atau adanya peletakkan kawat yang tidak sempurna, dan juga pemilihan beban yang terlalu berat ataupun terlalu ringan. VIII. SIMPULAN 

Hukum yang mempengaruhi sistem keseimbangan adalah Hukum I Newton dan Hukum III Newton



Besar gaya yang tidak diketahui (unknown force) dan massa yang tidak diketahui (unknown mass) dapat dihitung saat sistem ada dalam keseimbangan.



Hasil perhitungan Mc data 1 dan 2 berbeda dengan Mc saat  percobaan



Terdapat kesalahan-kesalahan dalam percobaan yang membuat hasil perhitungannya berbeda.

XI. DAFTAR PUSTAKA DAN LAMPIRAN

XI.1 Daftar Pustaka : o

Resnick, H. (1985).  Fisika Jilid I . Edisi ketiga. Hal 415-430. Jakarta: Erlangga

o

Tipler, P.A. (1998). Fisika Untuk Sains dan Teknik . Edisi ketiga: Jilid 1. Hal 317-331. Jakarta: Erlangga.

o

Hibbeler, R.C. (2012).  Engineering Mechanics: Statics. New Jersey: Prentice Hall.

XI.2 Lampiran

Gambar 9.2.1 untaian kawat, busur derajat dan katrol plastik

Gambar 9.2.2 1 set beban