Jl. PUDAK No. 4 Bandung 40113, Jawa Barat-INDONESIA - Phone +62-22-727 2755 (Hunting) Fax.+62-22-7207252-E-mail:contact@pudak.com-Website:www.pudak.com LPL 114 01 Manual Pesawat Atwood (PMK 135) 1 Manual Pesawat Atwood (PMK 135) I.Pendahuluan PesawatAtwoodterdiridariduabuahmassaM1danM2yang digantungkanpadaujung-ujungseutastaliyangdilewatkanmelalui katrol atau sistem katrol. Tali sebagai penghubung dan katrol cukup ringandanmassanyadapatdiabaikan.Alatinidigunakanuntuk mempelajarigeraksebuahbenda,diantaranyamengujihukum-hukumgerakNewtondanmengukurbesarpercepatangravitasig. Biasanya M1 dibuat sama dengan M2, misalkan M. Padapesawatinidapatdiamatiduajenisgerak,yaitugeraklinier dangerakrotasi.GeraklinieryangdapatdiamatiadalahGerak LurusBeraturan(GLB)danGerakLurusBerubahBeraturan (GLBB).Gerakrotasiadalahgerakkatrolmelaluiporosnya.Untuk gerak rotasi katrol, momen inersia katrol perlu diperhitungkan. Akan tetapi,dalamhalmassabenda-bendayangtergantungpadatali jauh lebih besar daripada massa katrol, momen inersia katrol dapat diabaikan.Dalamhalyangdemikian,persamaangeraksistem menjadi lebih sederhana. Dalamhalmomeninersiakatroltidakdapatdiabaikan,momen inersiakatrolharusmasukkedalammassasistemdalambentuk "massaekivalen"katrol.Bilarjari-jari efektif katrol, massa ekivalen mkkatrolsamadenganI/r2sehinggapadageraksisteminiakan berlaku gerak yang ekivalen dengan persamaan gerak linier. II.Peralatan a.Type Atwood bertiang ganda. Tinggitiang: 150 cm. Katrol: diameter 12 cm, bahan plexiglas. b.Tali penggantung : bahan nylon. c.Dua beban berbentuk silinderM1 dan M2 yang massanya samaM = 100 gram diikatkan pada ujung-ujung tali penggantung. Bahan kuningan. d.Beban tambahan m dengan massa 20 gram.Bahan; aluminium. e.Penahan beban berlubang dan tanpa lubang. Bahan; steel. f.Pemegang beban dengan pegas. g.Timer Counter AT-01 (optional, di jual terpisah) h.Gerbang cahaya (optional, dijual terpisah). 2 GerbangCahaya 1BebanPenghentiSkalaKatrolGerbangcahaya 2PengarahbebanPengikatbebanPengaturketegak lurusan Gambar 1. Pesawat Atwood 3 III.Percobaan dengan Pesawat Atwood Hukum Newton II Denganmengabaikan massa tali dan momen inersia katrol dengan massabebanM1danM2danbebantambahanm,massaM1 bergeraknaikdanM2+mbergerakturun.Denganmenggunakan hukum Newton II, gerak padabeban M1: adalah: 1 1F T g aM M...................................................... (1) dan gerak pada beban M2: 2 2( ) ( ) F m g T m aM M ....................................... (2) Dimanagesekandanmomeninersiadarikatroldiabaikan.Jika persamaan 1 dan 2 dijumlahkan untuk mengeliminasi tegangan tali T, didapatkan : Gambar 2. Gaya-gaya yang bekerja pada M1 dan M2 2 1 1 2( ) ( ) m g m aM M M M atau 2M m agm ............................................................... (3) 4 MassaM1samadenganmassaM2,misalkanM,sehingga persamaan3dapat dituliskan menjadi: 2M m agm ................................................................. (4) karena percepatan gravitasi adalah tetap, maka a juga harus tetap. Persamaans=at2memberikandasarhubunganantarajarak tempuhs,percepatana,danwaktut.Padapercobaandengan membuatkurvaantarasdant2dapatdigunakanuntuk menentukanbesarpercepatangeraka,selanjutnyaharga percepatangravitasidapatditentukandenganmenggunakan persamaan 4. JikamassakatroldanmomeninersiaIdiperhitungkandalam percobaan,makadalammenentukanhargag,persamaan4 menjadi: 2(2 )IM mgmR ........................................................... (5) IV.Prinsip Percobaan Jikamassabebantaksamamakasistemakanbergeraklurus dipercepat beraturan. Dengan mengukur jarak yang ditempuh serta mengukurwaktuyangdiperlukankitadapatmenentukan percepatan beban dari percobaan. Untuk mendapatkan harga yang lebih teliti perlu dilakukan percobaan untuk beberapa macam jarak, sehingga percepatan dapat dihitung dari grafik jarak yang ditempuh terhadap kuadrat waktu yang diperlukan. Jika massa beban sama maka sistem akan bergerak beraturan atau diam.Jikasistembergeraklurusberaturan,makakecepatandapat dihitungdenganmengukurjarakyangditempuhsertamengukur waktuyangdiperlukannya.Kecepataninipundapatditentukan dengan teliti melalui grafik jarak yang ditempuh terhadap waktu. 5 V.Mempersiapkan Pesawat Atwood UntukmenyelidikiapakahpesawatAtwoodbekerjadenganbaik, lakukan percobaan berikut: a.Gantungkan massa beban utama M1 dan M2 pada ujung-ujung tali kemudian pasang pada katrol. b.PasangkanM1 pada pemegang beban berpegas, selidiki apakah tiang sejajar dengan tali. Jika tidak aturlah sampai sejajar. c.Tambahkan beban tambahan m pada M2. d.Tekanpegaspadapemegangbeban,makaM1akanterlepas daripemegangbebandanbergerakkeatas,sedangkanM2+ m akan bergerak ke bawah. Jika pesawat bekerja dengan baik, maka kedua beban akan bergerak dipercepat, dan ketika M2 + mmelaluipenahanbebanberlubangmakabebanmakan tersangkutdipenahanbeban,dankemudiansistemakan bergerak lurus beraturan. Jika hal ini tidak terjadi, perbaiki letak penahan beban. Catatan: Untukmengurangipengaruhgesekanterhadapkatroldapat diadakankompensasidenganmenambahkansedikitbeban padabebanyangakanbergerakkebawah,sedemikian sehinggajikabebanitudiberisedikitdorongankebawah, sistem bergerak kurang lebih beraturan. VI.Petunjuk Pemeliharaan dan Penyimpanan Alat 1.Harusdihindaripenggunaandanpenyimpananalatditempat yang lembab. 2.Simpanlah alat selalu dalam keadaan bersih. 3.Apabila terjadi kesulitan teknis dapat menghubungi: Pudak Scientific Jl. Pudak No. 4 Bandung 40113 Jawa Barat - Indonesia Telp.: 022-7272 755 Fax: 022-7207 251 E-mail: contact@pudak.com HTTP: //www.pudak.com Jl. PUDAK No. 4 Bandung 40113, Jawa Barat-INDONESIA - Phone +62-22-727 2755 (Hunting) Fax.+62-22-7207252-E-mail:contact@pudak.com-Website:www.pudak.com