Post on 02-Dec-2015
description
PENUNTUN PRAKTIKUM
SEKOLAH MENENGAH (SMP DAN SMA)
“MEKANIKA”
Oleh :
KELOMPOK III
ARI UTARY NUR
AYU HARDIANTI PRATIWI
FARAHNA ABDULLAH
NURWIRA SUPIARNI AR
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MAKASSAR
2013
PERCOBAAN 1
A. Standar Kompetensi
Memahami peranan usaha, gaya, dan energi dalam kehidupan sehari-hari
B. Kompetensi Dasar
Mengidentifikasi jenis-jenis gaya, penjumlahan gaya dan pengaruhnya pada suatu benda
yang dikenai gaya
C. Indikator
Mengukur berat dan massa suatu benda
D. Judul Percobaan
Gaya berat dan massa
E. Tujuan Percobaan
Menemukan hubungan antara massa dan berat
F. Rumusan Masalah
Bagaimanakah hubungan antara gaya berat dan massa
G. Identifikasi Variabel
Variabel respon : Berat benda
Variabel kontrol : Percepatan gravitasi
Variabel manipulasi : Massa benda
H. Teori Singkat
Gaya adalah segala sesuatu yang dapat menyebabkan perubahan pada arah dan
besar kecepatan suatu benda. Gaya bisa berupa tarikan atau dorongan atau bisa
merupakan hasil interaksi langsung berupa antara satu benda dengan benda lain, bisa juga
tidak . gaya adalah besaran vektor yang mempunyai nilai dan arah yang dapat dilukiskan
dengan anak panah. Arah gaya ditinjukkan pada arah anak panah.
Resultan gaya yang bekerja pada satu benda yang segaris dan mempunyak arah
yang sama, dituliskan secara matematis :
FR = F1 + F2
Sedangkan, resultan gaya yang bekera pada satu benda dan berlainan arah, dituliskan
secara matematis :
FR = F1 - F2
Keterangan, FR = Resultan gaya (Hasil penjumlahan gaya)
F1 = Besar gaya Pertama
F2 = Besar gaya kedua
1. MassaDalam kehidupan sehari-hari kita sering mencampurkan antara pengertian
massa dan berat. Ketika mengukur badan kita dengan timbangan, kita selalu
menyatakan dengan berat. Jika ditinjau dari ilmu fisika, yang kita maksud
sebenarnya massa bukan berat. Dalam ilmu fisika massa diartikan sebagai ukuran
inersia alias kelembaman suatu benda (kemampuan mempertahankan keadaan suatu
gerak). Makin besar massa suatu benda, makin sulit merubah keadaan gerak benda
tersebut. Semakin besar massa benda, semakin sulit menggerakannya dari keadaan
diam, atau menghentikannya ketika sedang bergerak. Lambang massa adalah m,
yang merupakan inisial dari kata mass (kata massa dalam bahasa Inggris). Satuan
sistem internasional untuk massa adalan kilogram (kg). Massa termasuk besaran
skalar, besaran fisika yang hanya mempunyai nilai saja.
2. BeratDalam bidang ilmu fisika, berati diartikan sebagai gaya gravitasi yang bekerja
pada sebuah benda. Secara matematis, berat ditulis sebagai berikut : w = mg. w
adalah inisial dari weight (kata berat dalam bahasa inggris). M adalah lambang massa
dan g adalah lambang percepatan gravitasi. Jadi secara matematis, w adalah hasil kali
antara massa dan gravitasi. Berat termasuk besaran vektor (besaran vektor adalah
besaran yang memiliki besar dan arah). Arah berat sama dengan arah gravitasi, yakni
menuju ke pusat bumi alias tegak lurus ke bawan (permukaan tanah)
3. Percepatan Gravitasi
Percepatan gravitasi di permukaan bumi secara rata-rata bernilai 9,8 m/s2.
Kenyataanyya, nilai percepatan gravitasi (g) berbeda-beda pada setiap tempat di
permukaan bumi, dari kira-kira 9,78 m/s2 sampai 9,82 m/s2. Dalam perhitungan
kadang kita menggunakan nilai g = 10 m/s2.
4. Gaya Normal
Gaya normal merupakan sebuah gaya kontak yang tegak lurus terhadap
permukaan kontak antara dua benda yang bersentuhan (normal berarti tegak lurus).
Lambang gaya normal adalah Fn atau bisa ditulis N. Perhatikan gambar berikut :
N=W
W=mg
N = w cos θ
N = mg w cos θ
I. Alat dan Bahan
1. Sebuah neraca pegas dengan kemampuan mengukur sampai dengan 100 N.
2. Lima buah benda (anak timbangan) dengan massa berturut-turut 1 kg, 2 kg, 3 kg, 4
kg, 5kg.
3. Selembar kertas grafik
J. Prosedur Kerja
1. Berturut-turut gantunglah benda bermassa 1 kg, 2 kg, 3 kg, 4 kg, 5kg pada kait neraca
pegas. Bacalah berat tiap-tiap benda yang ditunjukkan oleh jarum neraca pegas.
(Lihat gambar 2.1)
2. Catatlah hasil pengamatan berat tersebut dalam tabel berikut.
Massa, m (kg) Berat, w (newton) m.g wm
(N/Kg)
12345
Gambar 1.1 Penunukkan arah gaya normal dan gaya berat
Gambar 1.2 Mengukur berbagai berat benda dengan neraca pegas
w
mMassa (kg)
Berat (N)
3. Siapkan kertas grafikmu, buatlah sumbu kartesian dengan sumbu tegak menyatakan
berat (dalam N) dan sumbu berdatar menyatakan massa (dalam kg) seperti pada
gambar 2.2. plotlah kelima pasangan terurut (massa, berat) yang kamu peroleh pada
sumbu kartesian yang telah kamu buat, hubungkan kelima titik itu untuk membuat
grafik berat w terhadap massa m (grafik w-m)
K. Hipotesis
1. Gaya berat bergantung pada massa dan percepatan gravitasi
2. Gaya berat berbanding lurus terhadap massa benda
L. Analisis Data
1. Bagaimana hasil hitungan w/m yang kamu peroleh ?
2. Bagaimanakah bentuk grafik berat terhadap massa ?
3. Diskusikan kegiatan di atas dengan kelompokmu kemudian buat kesimpulannya!
M. Daftar Pustaka
Kanginan, Marthen. 2002. Ipa Fisika untuk SMP Kelas VIII. Jakarta : Erlangga
Lohat, San, Alexander. 2009. Gaya Gesekan Edisi Kedua Untuk SMA Kelas X. www.gurumuda.com. Diakses, 14 Februari 2013.
PERCOBAAN 2
A. Standar Kompetensi
Memahami peranan usaha, gaya, dan energi dalam kehidupan sehari-hari
B. Kompetensi Dasar
Mengidentifikasi jenis-jenis gaya, penjumlahan gaya dan pengaruhnya pada suatu benda
yang dikenai gaya
C. Indikator
Menyelidiki besar gaya gesekan pada berbagai permukaan yang berbeda kekasarannya,
yaitu pada permukaan benda licin, agak kasar, dan kasar
D. Judul Percobaan
Gaya Gesek
E. Tujuan Percobaan
Menyelidiki besar dan sifat gaya gesekan antar zat padat
F. Rumusan Masalah
1. Bagaimana pengaruh kekasaran permukaan bidang terhadap gaya gesek ?
2. Bagaimanakah pengaruh massa benda terhadap gaya gesekan ?
G. Identifikasi Variabel
Variabel respon : Gaya tarikan
Variabel kontrol : 1. Massa Balok
2. Permukaan bidang
Variabel manipulasi : 1. Permukaan bidang
2. Massa balokH. Teori Singkat
Gaya gesek merupakan gaya yang terjadi karena bersentuhannya dua
permukaan benda. Gesekan biasanya teradi di antara dua permukaan benda yang
bersentuhan, baik terhadap udara, air atau benda padat. Ketika sebuah benda bergerak di
udara permukaan benda tersebut akan bersentuhan dengan udara sehingga teradi gesekan
antara benda dan udara. Demikian juga ketika bergerak di dalam air. Gaya gesekan juga
selalu terjadi antara permukaan benda padat yang bersentuhan, sekalipun benda tersebut
sangat licin. Permukaan benda yang sangat licin pun sebenarnya sangat kasar dalam skala
mikroskopik (mikro = kecil). Ketika sebuh benda begerak misalnya ketika kita
W=mg
N=W
FgesF
FgN
mendorong buku di atas meja gerakan buku tersebut mengalami hambatan dan akhirnya
berhenti. Hal ini menunjukkan bahwa terjadi gesekan antara permukaan meja dengan
permukaan bawah buku, serta gesekan antara permukaan buku dengan udara.
Jika permukaan suatu benda bergeseran dengan permukaan benda lain, masing-
masing benda tersebut melakukan gaya gesekan antara satu dengan yang lain. Gaya
gesekan tersebut selalu berlawanan arah gerakan benda tersebut. Gaya gesek ada yang
menguntungkan, ada pula yang merugikan. Salah satu contoh gaya gesek yang merugikan
adalah gesekan yang terjadi pada mesin kendaraan. Gesekan yang terjadi pada bagian-
bagian mesin ini dapat di kurangi dengan cara memberikan minyak pelumas. Untuk gaya
gesek yang menguntungkan adalah gesekan pada sistem rem. Sistem rem ini
memanfaatkan gaya gesekan, yaitu gesekan antara firodo (bahan asbes yang kasar)
dengan rodanya sendiri. Selain itu, kita dapat berjalan karena adanya gaya gesek antara
permukaan sandal atau sepatu dengan permukaan tanah.
Gaya gesekan yang bekerja pada dua permukaan benda yang bersentuhan, ketika
benda tersebut belum bergerak disebut gaya gesek statis (lambangnya fs). Gaya gesek
statis yang maksimum sama dengan gaya terkecil yang dibutuhkan agar benda mulai
bergerak. Ketika benda telah bergerak gaya gersekan antara dua permukaan biasanya
berkurang sehingga diperlukan gaya yang lebih kecil agar benda bergerak dengan laju
tetap. Ketika benda telah bergerak, gaya gesekan masih bekerja pada permukaan benda
yang bersentuhan tersebut. Gaya gesekan yang bekerja ketika benda bergerak disebut
gaya gesekan kinetik (lambangnya fk). (“kinetik berasal dari bahasa Yunani yang berarti
bergerak”). Gaya gesekan kinetis selalu lebih kecil dari pada gaya gesekan kinetis (fk <
fs).
Gambar 2.1 Penunukkan arah gaya gesek
I. HipotesisGaya gesek terjadi karena adanya dua buah benda yang bersentuhan kemudian
salah satu benda bergerak terhadap benda yang lain.
J. Alat dan Bahan
1. Beberapa neraca pegas
2. Sebuah balok kayu
3. Beberapa buah roda
K. Prosedur Kerja1. Pilihlah sebuah neraca pegas dari sekumpulan neraca pegas yang ada. Cobalah setiap
neraca pegas. Jika neraca pegas yang kamu coba terlalu kuat atau terlalu lemah untuk
digunakan, gantilah dengan neraca pegas yang sesuai
2. Letakkan balok kayu pada permukaan kasar (misalnya permukaan meja kayu), lalu
hubungkan neraca pegas pada balok. Tariklah neraca pegas itu dengan gaya tarikmu
yang diperbesar secara berangsur-angsur sampai balok bergerak (gambar 2.1)
3. Perhatikan dengan cermat angka yang ditunjukkan oleh jarum neraca pegas, mulai
saat kamu menarik neraca sampai balok tempat akan bergerak, dan juga beberapa
waktu setelah balok bergerak
4. Ulangi langkah 2 dan 3, tetapi sekarang bagian bawah balok, kamu beri roda (lihat
gambar 2.2)
Gambar 2.1 Balok yang ditarik di atas permukaan meja
Gambar 2.1 Balok yang yang didukung roda ditarik dengan meja ditarik di atas permukaan meja
5. Ulangi langkah 2 dan 3, tetapi sekarang balok kayu tarik di atas permukaan yang
lebih licin (misalnya permukaan kaca)
6. Catat hasil pengamatanmu dalam tabel berikut
No Permukaan Panjang karet (cm)
1 Balok yang ditarik di atas
permukaan meja
2 Balok yang ditarik di atas
amplas
3 Balok yang ditarik di atas
permukaan kaca
L. Analisis Data
1. Bagaimana penunjukkan jarum neraca pegas saat balok mulai ditarik dari keadaan
diam sampai saat tepat akan bergerak, dan beberapa saat setelah bergerak ?
2. Manakah yang lebih mudah, menarik balok yang terletak di atas meja kayu
(permukaan kasar) atau balok yang terletak di atas kaca (pemukaan halus) ?
3. Manakah yang lebih besar gaya gesekannya, menarik balok dengan massa yang besar
atau yang kecil ?
4. Buatlah kesimpulan dari kegiatan ini !
M. Daftar Pustaka
Kanginan, Marthen. 2002. Ipa Fisika untuk SMP Kelas VIII. Jakarta : Erlangga.
Lohat, San, Alexander. 2009. Gaya Gesekan Edisi Kedua Untuk SMA Kelas X. www.gurumuda.com. Diakses, 14 Februari 2013.
Tri, Ruslan., Widodo, Cahyono. Ringkasan dan Kumpulan Soal Fisika SMP/MTS. Jakarta : Grasindo
PERCOBAAN 3
A. Standar Kompetensi
Memahami peranan usaha, gaya, dan energi dalam kehidupan sehari-hari
B. Kompetensi Dasar
Menerapkan hukum newton untuk menjelaskan berbagai peristiwa dalam kehidupan
sehari-hari
C. Indikator
Mendemonstrasikan hukum III Newton dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari
D. Judul Percobaan
Aplikasi Hukum III Newton
E. Tujuan Percobaan
Mengetahui besarnya gaya aksi dan reaksi dengan menggunakan neraca pegas.
F. Rumusan Masalah
Bagaimana pengaruh gaya aksi terhadap gaya reaksi
G. Identifikasi Variabel1. Variabel respon : Gaya reaksi
2. Variabel kontrol : Massa Benda
3. Variabel manipulasi : Gaya Aksi
H. Teori Singkat
Hukum Newton adalah sebuah rumusan yang menggambarkan kaitan antara gaya
dengan gerak sebuah benda. Dinamakan demikian karena yang merumuskan dan
mempublikasikan ke khalayak luas secara sistematis adalah Sir Isaac Newton (1643-
1727), seorang fisikawan Inggris.
Mengapa Ketika jari tangan kita menekan meja semakin kuat akan terasa sakit?
Sebenarnya ketika kita menekan meja berarti kita memberikan gaya pada meja. Tangan
kita akan merasa sakit sebab meja akan memberikan gaya yang besarnya sama dengan
gaya tekan tangan kita, tetapi arahnya berlawanan. Jadi, jika kita perhatikan, gaya
bukanlah sesuatu dalam benda tersebut tetapi merupakan interaksi antara dua benda.
Peristiwa di atas merupakan contoh dari hukum III Newton, yang dikenal sebagai
hukum aksi-reaksi, yang bunyinya:
“Jika benda pertama memberikan gaya pada benda kedua maka benda kedua
akan memberikan gaya yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan”. Secara
matematis, hukum III Newton dapat dinyatakan dengan rumus berikut.
Faksi = - Freaksi (Tanda minus menunukkan bahwa kedua gaya berlawanan arah)
Hukum III Newton berlaku pada dua gaya yang merupakan pasangan aksi-reaksi.
Dua gaya dikatakan pasangan aksi-reaksi jika:
1. bekerja pada dua benda yang berbeda,
2. saling berinteraksi,
3. besarnya sama dan berlawanan arah.
I. Hipotesis
Gaya aksi akan mempengaruhi gaya reaksi yang diberikan oleh benda yang diberikan
aksi. Dimana semakin besar gaya aksi maka semakin besar pula gaya reaksi yang
muncul.
J. Alat dan Bahan
1. Neraca pegas 2 buah
2. Statif dan klem 1 set
K. Prosedur Kerja
1. Pasang statif dan klem pada meja kemudian gantungkan kedua pegas secara seri
seperti tampak pada gambar!
2. Tarik neraca pegas kedua dan perhatikan besar skala yang ditunjukkan oleh kedua
neraca!
3. Ulangi langkah 1–2 sebanyak 4 kali dengan besar gaya yang berbeda-beda! Catat
besar gaya yang terbaca pada neraca pegas ke dalam tabel berikut!
TarikanGaya
Neraca I Neraca II1 ……………N ……………N2 ……………N ……………N3 ……………N ……………N4 ……………N ……………N5 ……………N ……………N
L. Analisis Data
1. Seberapa besar gaya reaksi yang terukur setelah menarik (memberikan aksi) pada
pegas ?
2. Diskusikan kegiatan di atas dengan kelompokmu kemudian buat kesimpulannya!
M. Daftar Pustaka
Sugiyarto, Teguh., Eny Ismawati. 2008. Ilmu Pengetahuan Alam 1 untuk SMP/MTs/ Kelas VII. Jakarta : Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.
Tri, Ruslan., Widodo, Cahyono. Ringkasan dan Kumpulan Soal Fisika SMP/MTS. Jakarta : Grasindo.
PERCOBAAN 4
A. Standar Kompetensi
Memahami peranan usaha, gaya, dan energi dalam kehidupan sehari-hari
B. Kompetensi Dasar
Melakukan percobaan tentang pesawat sederhana dan penerapannya dalam kehidupan
sehari-hari.
C. Indikator
Menunjukkan penggunaan beberapa pesawat sederhana yang sering dijumpai dalam
kehidupan sehari-hari misalnya tuas (pengungkit), katrol tunggal baik yang tetap maupun
yang bergerak, bidang miring, dan roda gigi (gear)
D. Judul Percobaan
Bidang Miring
E. Tujuan Percobaan 1. Mengetahui prinsip kerja bidang miring.
2. Mengidentifikasi keuntungan mekanis bidang miring.
F. Rumusan Masalah1. Bagaimanakah prinsip kerja bidang miring?
2. Bagaimana keuntungan mekanis bidang miring?
G. Identifikasi Variabel
Variabel respon : Gaya
Variabel kontrol : Massa beban
Variabel manipulasi : Tinggi bidang miring
H. Teori Singkat
Pesawat atau mesin adalah setiap alat yang memudahkan pekerjaan manusia.
Berbagai macam pesawat yang komplek dan rumit sesungguhnya tersusun dari banyak
unit yang disebut pesawat sederhana. Pesawat sederhana dirancang dengan maksud :
1. Melipatgandakan kemampuan suatu gaya
2. Mengubah arah gaya sehingga memudahkan pekerjaan
3. Memperbesar kecepatan
Bidang miring termasuk pesawat sederhana yang gunanya untuk memudahkan
usaha/kerja mengangkat beban yang berat. Misalnya bidang miring dibuat untuk
memudahkan menaikkan barang pada kendaraan yang biasa memuat benda-benda atau
barang-barang yang berat dengan cara dipasang papan atau balok kayu yang berfungsi
sebagai bidang miring. Dengan melalui bidang miring ini benda-benda lebih mudah
dinaikkan ke atas truk.
Bidang miring yaitu pesawat sederhana yang dibuat dari papan atau bidang untuk
memindahkan benda ke tempat yang lebih tinggi. Bidang miring merupakan salah
satu jenis pesawat sederhana yang digunakan untuk memindahkan benda dengan
lintasan yang miring. Dengan menggunakan bidang miring beban yang berat dapat
dipindahkan ke tempat yang lebih tinggi dengan lebih mudah, artinya gaya yang
kita keluarkan menjadi lebih kecil bila dibanding tidak menggunakan bidang miring.
Semakin landai bidang miring semakin ringan gaya yang harus kita keluarkan. Bagian-
bagian penting pada bidang miring dapat digambarkan sebagai berikut :
Gambar 4.1. Gaya-gaya pada bidang miring panjang bidang miring adalah s, dan
ujung tingginya mempunyai ketinggian h. bila beban yang diangkat seberat w=m . g.
gaya kuasa yang diperlukan adalah F. Dari persamaan usaha adalah selisih energy
potensial gravitasi, diperoleh persamaan sebagai berikut.
W =Ep
F . s=m. g .h
karena berat beban w = m.g maka F.s = w.h Keuntungan mekanis dari bidang miring
ditentukan dari persamaan berikut ini.F.s = w.h
s/h ¿w / FI. Hipotesis
1. Prinsip kerja pada bidang miring yaitu memperkecil gaya yang harus dikeluarkan
untuk memindahkan benda.
2. Keuntungan mekanis pesawat sederhana ditentukan dengan perbandingan gaya berat
dengan gaya.
J. Alat dan Bahan
1. Bidang Miring 1 buah
2. Neraca Pegas 1 buah
3. Balok kayu 1 buah
4. Beban 100 gr 1 buah
5. Tali secukupnya
K. Prosedur Kerja
1. Mengaitkan neraca pegas dengan balok kayu dengan menggunakan tali.
2. Mengukur berat balok kayu tanpa beban dengan melihat penunjukan skala
pada neraca pegas.
3. Mengulangi kegiatan 2 dengan menambah ketinggian bidang miring,
sehingga diperoleh 5 data.
4. Mengukur berat balok dengan beban 100 gram dengan melihat penunjukan
skala pada neraca pegas.
5. Mengulangi kegiatan 4 dengan menambah ketinggi bidang miring,
sehingga diperoleh 5 data.
6. Mencatat hasilnya pada tabel pengamatan dengan format sebagai berikut:
Tinggi Bidang MiringGaya
Tanpa Beban Beban 100 gr
L. Analisis Data
1. Bagaimana hasil pengukuran keuntungan mekanis yang anda peroleh dengan rumus
s/h dan bandingkan dengan w/F ?
2. Manakah yang lebih mudah, mengangkat beban dengan ketinggian bidang miring
yang besar atau kecil ?
3. Diskusikan kegiatan di atas dengan kelompokmu kemudian buat kesimpulannya!
M. Daftar Pustaka
Tri, Ruslan., Widodo, Cahyono. Ringkasan dan Kumpulan Soal Fisika SMP/MTS. Jakarta : Grasindo
PERCOBAAN 5
A. Standar Kompetensi
Memahami peranan usaha, gaya, dan energi dalam kehidupan sehari-hari
B. Kompetensi Dasar
Melakukan percobaan tentang pesawat sederhana dan penerapannya dalam kehidupan
sehari-hari
C. Indikator
Menunjukkan penggunaan beberapa pesawat sederhana yang sering dijumpai dalam
kehidupan sehari-hari misalnya tuas (pengungkit), katrol tunggal baik yang tetap maupun
yang bergerak, bidang miring, dan roda gigi (gear).
D. Judul Percobaan
Katrol
E. Tujuan Percobaan
1. Mengetahui prinsip kerja katrol.
2. Membandingkan keuntungan mekanis pada setiap susunan katrol.
F. Rumusan Masalah
1. Bagaimanakah prinsip kerja katrol?
2. Bagaimana keuntungan mekanis katrol?
G. Identifikasi Variabel
1. Variabel respon : Berat beban
2. Variabel kontrol : Gaya
3. Variabel manipulasi : Jumlah katrol
H. Teori Singkat
Katrol merupakan salah satu bentuk dari pesawat sederhana yang berfungsi untuk
memudahkan pemindahan benda. Prinsip kerja dari pesawat sederhana adalah
melipatgandakan gaya atau mengubah arah gaya. Benda atau beban yang berat dapat
dipindahkan dengan memberikan sedikit gaya saja. Bilangan yang menyatakan pelipat
gandaan hasil dari suatu pesawat sederhana terhadap gaya atau jarak perpindahan disebut
keuntungan mekanis. Dalam pemakaian katrol, biasanya katrol dilengkapi dengan tali.
Terdapat dua jenis katrol yaitu katrol tetap {gambar 5.1a} dan katrol bergerak {gambar
5.1b}. Dalam pemakaiannya kita sering menggabungkan beberapa katrol yang disebut
dengan sistem katrol {gambar 5.1c}.
Gambar 5.1 Katrol tetap, katrol bergerak, dan sistem katrol.
Pernahkah Anda mengangkat ember yang berisi air dari sumur menggunakan satu
buah katrol (kerekan)?. Bagaimana rasanya bila dibandingkan dengan mengangkat
langsung? Anda pasti merasakan mengangkat ember berisi air menggunakan katrol
terasa lebih ringan. Mengapa demikian ? ketika Anda mengangkat air menggunakan
katrol, maka sebenarnya anda memberikan gaya tarik yang arahnya sama dengan gaya
gravitasi bumi, sehingga seolah-olah anda merasakan gaya gaya gravitasi bumi
membantu anda dalam melakukan pekerjaan.
Pernahkah anda memikirkan apa yang harus dilakukan agar anda dapat
mengangkat benda menggunakan gaya yang lebih kecil ?. Bagaimana kalau
menggunakan system katrol atau katrol ganda (dua, tiga, atau empat katrol) yang
disusun sedemikian rupa. Apakah anda dapat mengangkat beban dengan menggunakan
gaya yang lebih kecil lagi ?. Semakin banyak katrol yang digunakan, maka semakin
kecil gaya yang diperlukan untuk mengangkat benda.
Untuk memantapkan pemahaman anda tentang katrol, berikut ini kita akan
melakukan percobaan tentang cara merangkai system katrol, menentukan keuntungan
mekanik, serta kerugian bila kita menggunakan katrol. Sebelum melakukan percobaan,
siapkan dulu alat dan bahan yang dibutuhkan, baca prosedur kerja dengan cermat.
I. Hipotesis
1. Prinsip kerja pada katrol yaitu memperkecil gaya yang harus dikeluarkan untuk
memindahkan benda.
2. Keuntungan mekanis pesawat sederhana ditentukan dengan perbandingan gaya berat
dengan gaya.
J. Alat dan Bahan
1. Standar / Klem
2. Katrol tunggal
3. Katrol ganda
4. Tali
5. Neraca pegas
6. Pengait
7. Beban
8. Mistar
K. Prosedur Kerja
1. Menyiapkan semua alat dan bahan yang diperlukan.
2. Mengangkat sebuah beban dengan menggunakan neraca pegas seperti gambar 5.2a.
Mengukur besar gaya dengan cara membaca skala neraca pegas, lalu mencatat hasil
pengamatan kedalam tabel pengamatan.
3. Memasang sebuah katrol pada standar, lalu pasangkan tali yang mengikat pengait
melalui katrol seperti tampak pada gambar 5.2b. Menarik tali ke bawah sehingga
beban terangkat dari kedudukan semula. Mencatat hasil pengamatan.
4. Memasang sebuah katrol bebas dan menghubungkan dengan tali seperti gambar 5.2c.
Dengan cara yang sama dengan langkah pada no.3, mencatat hasil pengamatan.
Gambar 5.2 Sistem katrol (katrol tetap dan katrol bebas)
6. Mencatat hasil perngamatan pada tabel pengamatan seperti berikut.
L. Analisis Data
1. Bagaimana penunjukkan skala neraca pegas saat mengangkat beban tanpa katrol dan
dengan katrol ?
2. Manakah yang lebih mudah, mengangkat beban tanpa katrol atau dengan katrol ?
3. Manakah yang lebih mudah, mengangkat beban dengan katrol tetap atau dengan
katrol tetap ditambah dengan katrol bebas ?
4. Buatlah kesimpulan dari kegiatan ini !
M. Daftar Pustaka
Tri, Ruslan., Widodo, Cahyono. Ringkasan dan Kumpulan Soal Fisika SMP/MTS. Jakarta : Grasindo.
No.
Kegiatan Besar Gaya (N)
1. Mengangkat beban secara langsung
2. Mengangkat beban dengan 1 katrol tetap
3. Mengangkat beban dengan menggunakan 1
katrol tetap dan 1 katrol bebas
SMA
PERCOBAAN 6
A. Standar Kompetensi
Menerapkan konsep dan prinsip dasar kinematika dan dinamika benda titik
B. Kompetensi Dasar
Menganalisis besaran fisika pada gerak dengan kecepatan dan percepatan konstan
C. Indikator
Menyimpulkan karakteristik gerak lurus beraturan (GLB) melalui percobaan dan
pengukuran besaran-besaran terkait.
D. Judul Percobaan
Gerak Lurus Beraturan (GLB)
E. Tujuan Percobaan
Melakukan percobaan gerak lurus beraturan dengan mobil mainan berbaterai
F. Rumusan Masalah
1. Bagaimana hubungan antara kecepatan (v) dengan waktu (t)?
2. Bagaimana hubungan antara jarak yang ditempuh (s) dengan waktu (t).
G. Identifikasi Variabel
Variabel Manipulasi : panjang lintasan (s)
Variabel Respon : waktu (t)
Variabel Kontrol : kecepatan
H. Teori Singkat
Suatu benda dikatakan mengalami gerak lurus beraturan jika lintasan yang ditempuh
oleh benda itu berupa garis lurus dan kecepatannya selalu tetap setiap saat. Sebuah benda
yang bergerak lurus menempuh jarak yang sama untuk selang waktu yang sama. Sebagai
contoh, apabila dalam waktu 5 sekon pertama sebuah mobil menempuh jarak 100 m, maka
untuk waktu 5 sekon berikutnya mobil itu juga menempuh jarak 100 m.
Secara matematis, persamaan gerak lurus beraturan (GLB) adalah:
s=v .t atau v=st
dengan:
s = jarak yang ditempuh (m)
v = kecepatan (m/s)
t = waktu yang diperlukan (s)
Jika kecepatan vmobil yang bergerak dengan laju konstan selama selang waktu t sekon,
diilustrasikan dalam sebuah grafik v-t, akan diperoleh sebuah garis lurus, tampak seperti
pada Gambar dibawah.
Grafik hubungan v-t Grafik hubungan s-t
Grafik hubungan v-t tersebut menunjukkan bahwa kecepatan benda selalu tetap, tidak
tergantung pada waktu, sehingga grafiknya merupakan garis lurus yang sejajar dengan
sumbu t(waktu). Berdasarkan Grafik hubungan v-t jarak tempuh merupakan luasan yang
dibatasi oleh grafik dengan sumbu t dalam selang waktu tertentu. Hal ini berlaku pula untuk
segala bentuk grafik yaitu lurus maupun lengkung.
Sementara itu, hubungan jarak yang ditempuh s dengan waktu t, diilustrasikan dalam
sebuah grafik s-t, sehingga diperoleh sebuah garis diagonal ke atas. Dari grafik hubungan s-t
tampak, dapat dikatakan jarak yang ditempuh s benda berbanding lurus dengan waktu
tempuh t. Makin besar waktunya makin besar jarak yang ditempuh. Grafik hubungan antara
jarak s terhadap waktu t secara matematis merupakan harga tan α, di mana α adalah sudut
antara garis grafik dengan sumbu t (waktu).
I. Hipotesis
1. Hubungan antara kecepatan dan waktu bahwa kecepatan benda selalu tetap, tidak
tergantung pada waktu.
2. Hubungan antara jarak yang ditempuh dengan waktu adalah jarak yang ditempuh s benda
berbanding lurus dengan waktu tempuh t. Makin besar waktunya makin besar jarak yang
ditempuh
J. Alat Dan Bahan
1. Mobil mainan berbaterai,
2. neraca/timbangan,
3. papan mendatar berpenggaris,
4. beban, dan
5. stopwatch.
K. Prosedur Kerja
1. Timbanglah massa mobil mainan beserta baterai dan bebannya
2. Pasanglah batu baterai baru pada mobil mainan, letakkan di atas papan mendatar
berpenggaris, dan on-kan baterainya, maka mobil itu akan me-luncur di atas papan.
3. Tentukan sepanjang lintasan papan mendatar dengan jarak tertentu s berdasarkan
penggaris yang tersedia, ukurlah waktunya dengan stopwatch (t) ketika mobil mainan
tersebut melintasi lintasan papan mendatar tersebut.
4. Ulangilah langkah 2 dan 3 untuk berbagai panjang lintasan yang berbeda.
5. Ulangi langkah 1 sampai dengan 4 untuk mobil mainan yang diberi beban di atasnya.
6. Masukkan hasil data percobaan pada tabel yang tersedia.
Massa mobil mainan + beban
s (lintasan)Waktu
tempuh (t)Laju (s/t)
L. Analisis Data
1. Tentukan laju dari mobil mainan tersebut.
2. Buatlah grafik antara panjang lintasan (s) dengan waktu tempuh (t).
s v
v t
Grafik s-v Grafik v-t
M. Daftar Pustaka
Handayani, Sri., dan Ari Damari. 2009. Fisika 1 Untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.
Kanginan, Marthen. 2002. Fisika 1A untuk SMA Kelas X. Jakarta: PT Erlangga.
Sumarsono, Joko. 2009. Fisika untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.
PERCOBAAN 7
A. Standar Kompetensi
Menganalisis gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika benda titik
B. Kompetensi Dasar
Menganalisis pengaruh gaya pada sifat elastisitas bahan
C. Indikator
Mengaplikasikan elastisitas bahan pada kehidupan sehari-hari
D. Judul Percobaan
Elatisitas Bahan
E. Tujuan Percobaan
Mengetahui batas elastisitas suatu benda
F. Rumusan Masalah
Bagaimana pengaruh gaya terhadap benda yang elastis?
G. Identifikasi Variabel
Variabel Manipulasi : Berat beban
Variabel Respon : Pertambahan panjang pegas
Variabel Kontrol :
H. Teori Singkat
Jika suatu benda dikenai gaya, maka apa yang terjadi pada benda tersebut? Ada dua
akibat yang mungkin terjadi pada benda yang dikenai gaya, yaitu:
1. Benda mengalami perubahan gerak. Sesuai hukum II Newton, jika ΣF≠0, maka akan
timbul percepatan a=∑Fm
2. Benda akan mengalami perubahan bentuk (deformasi).
Berdasarkan kemampuan melakukan perlawanan terhadap perubahan bentuk dan volume,
benda benda di alam dibagi menjadi tiga macam wujud, yaitu benda padat, cair, dan gas.
Berdasarkan pengalaman sehari-hari, bila Anda menarik karet gelang dengan simpangan
yang kecil (karet gelang diberi gaya yang kecil), maka karet gelang dapat kembali ke bentuk
semula. Namun, bila karet gelang ditarik dengan gaya yang besar, maka bentuknya tidak
kembali seperti semula. Pada keadaan terakhir ini, karet gelang sudah tidak bersifat elastis.
Jadi, sifat elastis zat padat memiliki batas tertentu. Pegas atau benda-benda lain yang dikenai
gaya besar akan hilang sifat elastisitasnya. Gaya pada benda elastis akan menimbulkan
tegangan, sehingga benda bertambah panjang.
I. Hipotesis
Apabila karet gelang ditarik dengan gaya yang besar, maka bentuknya tidak kembali seperti
semula. Pada keadaan terakhir ini, karet gelang sudah tidak bersifat elastis. Jadi, sifat elastis
zat padat memiliki batas tertentu. Pegas atau benda-benda lain yang dikenai gaya besar akan
hilang sifat elastisitasnya. Gaya pada benda elastis akan menimbulkan tegangan, sehingga
benda bertambah panjang. Oleh karena itu, Semakin besar gaya yang diberikan maka sifat
elastisitasnya juga akan cepat hilang.
J. Alat Dan Bahan
1. Pegas
2. Beban
3. Statif
K. Prosedur Kerja
1. Ambillah pegas yang terbuat dari kawat tembaga!
2. Gantungkan pegas tersebut sehingga ujung lainnya tergantung
bebas
3. Pada ujung yang bebas tersebut berilah beban secara
bergantian berturut-turut 50 g, 100 g, 150g, 200 g, dan 250 g!
4. Catatlah pertambahan panjang pegas setiap pemberian beban!
5. Lakukanlah penambahan beban terus-menerus sampai pegas
tidak elastis lagi!
BebanPanjang
Awal (cm)
Panjang saat ada beban
(cm)
Panjang setelah beban dilepas (cm)
L. Analisis Data
1. Bagaimana perbandingan panjang awal pegas, panjang pegas saat diberikan beban dan
saat beban dilepaskan?
2. Bagaimana pengaruh massa benda terhadap panjang pegas?
3. Buatlah kesimpulan berdasarkan kegiatan ini!
M. Daftar Pustaka
Handayani, Sri., dan Ari Damari. 2009. Fisika 1 Untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.
Kanginan, Marthen. 2002. Fisika 1A untuk SMA Kelas X. Jakarta: PT Erlangga.
Nurachmandani, Setya. 2009. Fisika 2 untuk SMA/MA Kelas XI. . Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.
Sumarsono, Joko. 2009. Fisika untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.
PERCOBAAN 8
A. Standar Kompetensi
Menganalisis gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika benda titik
B. Kompetensi Dasar
Menganalisis hubungan antara usaha, perubahan energi dengan HKE Mekanik
C. Indikator
Mendefinisikan pengertian usaha dan tenaga kinetik.
D. Judul Percobaan
Hukum Kekekalan Energi (HKE)
E. Tujuan Percobaan
Menentukan energi kinetik benda yang meluncur.
F. Rumusan Masalah
Kapan benda pada saat jatuh dikatakan energy potensial, energy kinetic dan energy
mekanik?
G. Identifikasi Variabel
Variabel Manipulasi : ketinggian h
Variabel Respon : waktu, kecepatan
Variabel Kontrol :
H. Teori Singkat
Energi mekanik adalah energi yang dihasilkan oleh benda karena sifat geraknya. Energi
mekanik merupakan jumlah energi potensial dan energi kinetik yang dimiliki oleh benda.
Secara matematis dituliskan:
Em= Ep+ Ek
Misalnya, sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian h di bawah pengaruh gravitasi . Pada
ketinggian tersebut, benda memiliki energy potensial Ep= m.g.h dan
energi kinetik Ek= 0. Energi mekanik di titik A adalah:
EmA=EpA+ EkA
EmA = m.g.h+ 0 = m.g.h
Pada saat benda bergerak jatuh, tingginya berkurang dan
kecepatannya bertambah. Dengan demikian, energy potensialnya
berkurang, tetapi energi kinetiknya bertambah. Tepat sebelum benda
menyentuh tanah (di titik B), semua energi potensial akan diubah
menjadi energi kinetik. Dapat dikatakan energi potensial di titik B, EpB = 0 dan energy
kinetiknya E k B=12
m v B2 sehingga energi mekanik pada titik tersebut adalah:
E mB=E pB+E k B
E mB=0+ 12
m vB2=1
2m vB
2
Dengan demikian, dapat dikatakan jika hanya gaya gravitasi yang bekerja pada benda,
maka energi mekanik besarnya selalu tetap. Pernyataan ini dikenal dengan Hukum
Kekekalan Energi Mekanik, yang dirumuskan:
E mA=E mB
E pA+E kB=E pB+E kB
mg hA+12
mv A2=mg hB+
12
mv B2
Persamaan diatas berlaku jika benda dalam medan gaya gravitasi dan tidak ada gaya lain
yang bekerja. Misalnya, pegas yang mengalami getaran harmonis dalam ruang hampa (tidak
ada gesekan dengan udara) akan terus bergetar tanpa henti karena energi mekaniknya tidak
hilang.
I. Hipotesis
Pada saat benda bergerak jatuh, tingginya berkurang dan kecepatannya bertambah.
Dengan demikian, energy potensialnya berkurang, tetapi energi kinetiknya bertambah.
Tepat sebelum benda menyentuh tanah (di titik B), semua energi potensial akan diubah
menjadi energi kinetik. Dapat dikatakan energi potensial di titik B, EpB = 0 dan energy
kinetiknya E k B=12
m v B2 sehingga energi mekanik pada titik tersebut adalah:
E mB=E pB+E k B
E mB=0+ 12
m vB2=1
2m vB
2
J. Alat Dan Bahan
1. Mobil mainan,
2. papan luncur,
3. meteran,
4. stopwatch,
5. balok,
6. kayu penyangga
K. Prosedur Kerja
1. Susunlah peralatan seperti pada gambar berikut ini.
2. Pada papan luncur, tandai garis start dan garis finis. Kemudian ukurlah jarak kedua garis
tersebut.
3. Tempatkan papan luncur pada balok penyangga pada posisi A.
4. Lepaskan mobil mainan dari garis start, kemudian catatlah waktu yang diperlukan untuk
mencapai garis finis.
5. Ulangilah sebanyak tiga kali, kemudian hitunglah waktu rata-ratanya.
6. Ulangilah langkah 3 - 5 untuk papan luncur pada balok penyangga pada posisi B dan C.
7. Hitunglah besarnya energi mekanik (Em) = Ep+ Ek, tanpa menghiraukan kemiringan
papan luncur, dan catatlah dengan mengikuti format tabel berikut ini.
Panjang lintasan s= ... m, m= ... kg.
Posisi Papan luncur
Ketinggian h (m)
Waktu yang diperlukan t (s)
Kelajuan v (m/s)
Energi Kinetik Ek (J)
Energi Potensial
Ep (J)
Energi Mekanik Em (J)
t1 t2 t3 tA1
A2
B1
B2
C1
C2
L. Analisis Data
1. Di manakah posisi mobil mainan sehingga Ek= 0? Mengapa demikian?
2. Di manakah posisi mobil mainan sehingga Ep= 0? Mengapa demikian?
3. Tulislah dalam pembahasanmu!
M. Daftar Pustaka
Handayani, Sri., dan Ari Damari. 2009. Fisika 1 Untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.
Kanginan, Marthen. 2002. Fisika 1A untuk SMA Kelas X. Jakarta: PT Erlangga.
Nurachmandani, Setya. 2009. Fisika 2 untuk SMA/MA Kelas XI. . Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.
Sumarsono, Joko. 2009. Fisika untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.
PERCOBAAN 8
A. Standar Kompetensi
Menganalisis gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika benda titik
B. Kompetensi Dasar
Menunjukkan hubungan antara konsep impuls dan momentum untuk menyelesaikan
masalah tumbukan.
C. Indikator
Mengintegrasikan hukum kekekalan energi dan kekekal-an momentum untuk berbagai
peristiwa tumbukan danmerumuskan besar koesien restitusi pada peristiwatumbukan
D. Judul Percobaan
Hukum Kekekalan Momentum
E. Tujuan Percobaan
Mengetahui penerapan Hukum Kekekalan Momentum dalam Kehidupan Sehari-hari.
F. Rumusan Masalah
Bagaimana penerapan Hukum Kekekalan Momentum dalam kehidupan sehari-hari?
G. Identifikasi Variabel
Variabel Manipulasi : berat beban
Variabel Respon : kecepatan
Variabel Kontrol :
H. Teori Singkat
Aplikasi Hukum Kekekalan Momentum dapat dilihat pada peristiwa balon yang ditiup
dan prinsip kerja roket. Pada saat balon yang ditiup dilepaskan balon akan melesat cepat di
udara. Ketika balon melesat, udara dalam balon keluar ke arah berlawanan dengan arah
gerak balon. Momentum udara yang keluar dari balon mengimbangi momentum balon yang
melesat ke arah berlawanan. Hal yang sama berlaku pada roket. Semburan gas panas
menyebabkan roket bergerak ke atas dengan kecepatan sangat tinggi.
Sebuah roket mengandung tangki yang berisi bahan hidrogen cair dan oksigen cair.
Pembakaran bahan-bahan tersebut menghasilkan gas panas yang menyembur keluar melalui
ekor roket. Pada saat gas keluar dari roket terjadi perubahan momentum gas selama waktu
tertentu, sehingga menghasilkan gaya yang dikerjakan roket pada gas.
Berdasarkan Hukum III Newton, timbul reaksi gaya yang dikerjakan gas pada roket yang
besarnya sama tetapi arahnya berlawanan. Gaya inilah yang menyebabkan roket terdorong
ke atas. Prinsip terdorongnya roket memenuhi Hukum Kekekalan Momentum. Jika mula-
mula roket diam, maka momentumnya sama dengan nol, sehingga berdasarkan Hukum
Kekekalan dapat dinyatakan sebagai berikut:
m1v1 + m2v2 = 0
m1v1 = - m2v2
Kecepatan akhir yang dicapai sebuah roket tergantung pada kecepatan semburan gas dan
jumlah bahan bakar yang dibawanya. Beberapa aplikasi Hukum Kekekalan Momentum
antara lain adalah bola baja yang diayunkan dengan rantai untuk menghancurkan dinding
tembok. Benturan meteor terhadap Bumi dapat dilihat di kawah Barringer, Winlow,
Arizona, Amerika Serikat. Bola golf yang dipukul dengan stik golf juga menggunakan
Hukum Kekekalan Momentum.
I. Hipotesis
Berdasarkan Hukum III Newton, timbul reaksi gaya yang dikerjakan gas pada roket yang
besarnya sama tetapi arahnya berlawanan. Gaya inilah yang menyebabkan roket terdorong
ke atas. Prinsip terdorongnya roket memenuhi Hukum Kekekalan Momentum. Jika mula-
mula roket diam, maka momentumnya sama dengan nol, sehingga berdasarkan Hukum
Kekekalan dapat dinyatakan sebagai berikut:
m1v1 + m2v2 = 0
m1v1 = - m2v2
J. Alat Dan Bahan
1. Ticker timer(pewaktu ketik),
2. mobil-mobilan,
3. kereta troli,
4. jalur lintasan,
5. pita ketik.
K. Prosedur Kerja
1. Rangkailah alat dan bahan seperti gambar di samping.
2. Gandenglah troli A dengan pengetik 1 dan troli B dengan pengetik
3. Bila menggunakan mobil-mobilan, gunakan mobil A dengan baterai baru dan B dengan
baterai lama.
4. Letakkan troli B di depan troli A sejauh 30 cm. Dalam kondisi troli B diam, jalankan troli
A
dengan menggunakan mekanik penggerak.
5. Perhatikan mobil A akan menumbuk mobil B, dan keduanya akan bergerak.
6. Ambillah kertas pita pengetik dari pengetik 1 dan 2. Pengetik 1 untuk mobil A akan
didapatkan kecepatan kereta sebelum dan sesudah tumbukan. Pengetik 2untuk kecepatan
mobil sesudah tumbukan.
7. Timbanglah kereta A (mA) dan kereta B (mB).
8. Ulangilah langkah-langkah di atas untuk berbagai beban pada kereta A(mA+ mA' ) dan
kereta B (mB+ mB' ).
9. Ulangilah langkah-langkah di atas untuk kereta B bergerak dengan kecepatan lebih kecil
dari kecepatan kereta A (untuk mobil baterai).
10. Catatlah ha
11. sil percobaan dengan mengikuti format berikut ini.
mA mB mA’ mB’ mA + mB mA’+ mB’ vA vA’ vB vB’
L. Analisis Data
1. Carilah harga:
- (mA– mA' )vA + (mB+ mB' )vB,
- (mA– mA' )vA + (mB + mB' )vB'!
2. Apakah yang dapat disimpulkan dari percobaan yang telah kalian lakukan?
M. Daftar Pustaka
Handayani, Sri., dan Ari Damari. 2009. Fisika 1 Untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.
Kanginan, Marthen. 2002. Fisika 1A untuk SMA Kelas X. Jakarta: PT Erlangga.
Nurachmandani, Setya. 2009. Fisika 2 untuk SMA/MA Kelas XI. . Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.
Sumarsono, Joko. 2009. Fisika untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.