LAPORAN PRAKTIKUM KESEIMBANGAN BENDA TEGAR

LAPORAN PRAKTIKUM

KESEIMBANGAN BENDA TEGAR

Penyusun:

1.   MUH.ARDI RAMDANI

2.      FARIDHA WULANDARI

3.      DIAN FEBRIANTI

4.      SITI RAUDATUL JANNAH

5.      ERNAWATI

6.      ULFA HIDAYATI

KELAS : XI.IPA 2

 

 

 

 

SMANEGERI 1  AIKMEL

Tahun Pelajaran 2014/2015

A.     Tujuan Percobaan

1.      Siswa dapat menentukan letak keseimbangan benda tegar.

2.      Siswa dapat membuktikan bahwa benda yang mengalami keseimbangan rotasi resultan momen gaya(torsi) sama dengan nol.

3.      Siswa dapat menentukan hubungan antara gaya yang bekerja pada benda dengan momen gayanya.

 

B.     Tinjauan Pustaka

Benda tegar adalah benda yang tidak mengalami perubahan bentuk akibat pengaruh gaya atau momen gaya. Sebenarnya benda tegar hanyalah suatu model idealisasi. Karena pada dasarnya benda akan mengalami perubahan bentuk apabila di pengaruhi oleh suatu gaya atau momen gaya. Namun,karena perubahannya sangat kecil,pengaruhnya terhadap keseimbangan statis dapat di abaikan.  ( Tim Edukatif HTS.2013.Modul Fisika Untuk SMA/MA.Surakarta:Hayati Tumbuh Subur )

Jika ada gaya yang bekerja pada benda maka titik tangkap gaya tidak selalu beradadi pusat massa benda. Benda yang mengalami keseimbangan rotasi resultan momen gaya sama dengan nol,kecepatan sudut konstan, dan percepatan sudutnya sama dengan nol. Syarat keseimbangan statik benda tegar yang terletak pada suatu bidang datar adalah resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol dan resultan momen gaya sama dengan nol.

∑ F = 0

∑ τ = 0

Resultan momen gaya sama dengan nol. Ini berarti bahwa terdapat pengaruh momen gaya pada syarat keseimbangan benda tegar.  ( Wulandari,Yayan.2012.Rumus Saku Fisika SMA.Tangerang : Scientific Press )

Sebuah benda dalam keadaan keseimbangan statik jika tidak mengalami percepatan translasi atau rotasi karena jumlah seluruh gaya-gaya dan seluruh momen yang bekerja adalah nol. Namun,jika benda digeser sedikit, maka terdapat tiga kemungkinan sebagai berikut.

a.         Benda kembali ke posisi asalnya ( Keseimbangan Stabil )

b.         Benda bergerak semakin jauh dari posisi asalnya ( Keseimbangan Tak Stabil )

c.         Benda tetap pada posisi barunya ( Keseimbangan Netral )

( Sarwanto dan Sufii Aida Rufaida. 2014. Fisika Peminatan Matematika dan Ilmu-ilmu Alam. Surakarta : Mediatama )

C. Alat dan Bahan

Alat

1.      2 buah pegas

2.      Statif

3.      Penggaris

4.      Besi

Bahan

1.      Beban dengan ukuran bervariasi(50,100 gr)

2.      Benang

D. Prosedur Percobaan

1.      Siapkan alat dan bahan dan rangkailah sesuai prosedur.

2.      Ukurlah massa beban yang akan di gunakan(biasanya sudah di ketahui massanya pada beban itu).

3.  Berilah benang pada tepat tengah-tengah besi sampai seimbang.

4. Kemudian ikatlah pada ujung statif

5. Berilah beban pada ujung kiri dan kanan besi tersebut.

6.  Letakkan beban pada ujung besi itu,sampai benar-benar dalam keadaan seimbang.

7.Catatlah hasil pengmatan kalian pada tabel pengmatan.

8. Ulangi langkah 5 dan 6 menggunakan beban yang bervariasi dengan 5 variasi beban.

E. Hasil Percobaan

No	Fkiri(N)	Fkanan(N)	lkiri(m)	lkanan(m)	τkiri(Nm)	τ kanan(Nm)	Δ τ (Nm)
1	0,5	0,5	0,204	0,204	0,102	0,102	0
2	1	0,5	0,1	0,2	0,10	0,10	0
3	1	1	0,15	0,15	0,15	0,15	0
4	1	1,5	0,135	0,09	0,135	0,135	0
5	1,5	0,5	0,06	0,1	0,09	0,05	0,04

F. Analisis Data

Pada percobaan pertama dengan massa beban sama-sama 50 gr pada sisi kiri maupun kanan,di dapatkan:

F_kiri   = m.g = 0,05.10 = 0,5 N

F_kanan = m.g = 0,05.10 = 0,5 N

l_kiri=  0,204 m (yang di ukur dengan menggunakan penggaris dari titik pusat besi yang di gantungkan)

l_kanan  =  0,204 m (yang di ukur dengan menggunakan penggaris dari titik pusat besi yang di gantungkan)

τ_kiri       =  F x l = 0,5.0,204 = 0,102 Nm

τ_kanan      =  F x l = 0,5.0,204 = 0,102 Nm

maka Δτ = τ_kiri -  τ_kanan  = 0,102 – 0,102 = 0 Nm

Pada percobaan kedua dengan massa beban kiri = 100 gr dan massa beban kanan = 50 gr,di dapatkan:

F_kiri   = m.g = 0,1.10 = 1 N

F_kanan = m.g = 0,05.10 = 0,5 N

l_kiri      =  0,1 m

l_kanan  =  0,2 m

τ_kiri       =  F x l = 1,1.0,1= 0,10 Nm

τ_kanan      =  F x l = 0,5.0,2 = 0,10 Nm

maka Δτ = τ_kiri -  τ_kanan  = 0,10 – 0,10 = 0Nm

Pada percobaan ketiga dengan massa beban kiri = 100 gr dan massa beban kanan = 100 gr,di daptkan:

F_kiri   = m.g = 0,1.10 = 1 N

F_kanan = m.g = 0,1.10 = 1 N

l_kiri      =  0,15 m

l_kanan  =  0,15 m

τ_kiri       =  F x l = 1.0,15  = 0,15 Nm

τ_kanan      =  F x l = 1.0,15 = 0,15 Nm

maka Δτ = τ_kiri -  τ_kanan  = 0,15 – 0,15 = 0 Nm

Pada percobaan keempat dengan massa beban kiri = 100 gr dan massa beban kanan = 150 gr,di dapatkan:

F_kiri   = m.g = 0,1.10 = 1N

F_kanan = m.g = 0,05.10 = 1,5  N

l_kiri      =  0,135 m

l_kanan  =  0,09 m

τ_kiri       =  F x l = 1.0,135  = 0,135 Nm

τ_kanan      =  F x l = 1,5.0,09 = 0,135 Nm

maka Δτ = τ_kiri -  τ_kanan  = 0,135 – 0,135 = 0 Nm

Pada percobaan ke lima dengan massa beban kiri = 150 gr dan massa beban kanan = 50 gr,di dapatkan:

F_kiri   = m.g = 0,15.10 = 1,5 N

F_kanan = m.g = 0,05.10 = 0,5  N

l_kiri      =  0,06 m

l_kanan  =  0,10 m

τ_kiri       =  F x l = 1,5.0,06  = 0,09 Nm

τ_kanan      =  F x l = 0,5.0,1 = 0,05 Nm

maka Δτ = τ_kiri -  τ_kanan  = 0,09 – 0,05 = 0,04 Nm

G. Pembahasan

Dari data percobaan yang kami dapatkan,kami dapat membahas:

1.      Pada percobaan pertama dengan massa sama-sama 50 gr pada lengan kiri maupun kanan,di dapatkan F_kiridan F_kanan adalah 0,5 N,dan lengan gaya kiri maupun kanan yang telah di ukur dengan menggunakan penggaris dari titik pusat adalah 0,204 m dan momen gaya kiri maupun kanan adalah 0,102 sehingga Δτ = 0. Hal ini berarti pada percobaan pertama sudah sesuai dengan teori keseimbangan benda tegar yang menyatakan resultan gaya dan resultan momen gaya terhadap suatu titik setimbang sama dengan nol.

2.      Pada percobaan kedua dengan massa beban pada lengan kiri adalah 100 gr dan massa beban pada lengan kanan adalah 50  gr, di dapatkan F_kiri = 1 N dan F_kanan= 0,5 N, dan lengan gaya kiri adalah 0,1 m  sedangkan lengan gaya kanan adalah 0,2 m. ( yang telah di ukur dengan menggunakan penggaris dari titik pusat) . Dan momen gaya kiri maupun kanan adalah 0,10 sehingga Δτ = 0. Hal ini berarti pada percobaan kedua sudah sesuai dengan teori keseimbangan benda tegar yang menyatakan resultan gaya dan resultan momen gaya terhadap suatu titik setimbang sama dengan nol.

3.      Pada percobaan ketiga dengan massa sama-sama 100 gr pada lengan kiri maupun kanan, di dapatkan F_kiri  dan F_kanan  adalah 1 N,dan lengan gaya kiri maupun kanan yang telah di ukur dengan menggunakan penggaris dari titik pusat adalah 0,15 m dan momen gaya kiri maupun kanan adalah 0,15 sehingga Δτ = 0. Hal ini berarti pada percobaan ketiga sudah sesuai dengan teori keseimbangan benda tegar yang menyatakan resultan gaya dan resultan momen gaya terhadap suatu titik setimbang sama dengan nol.

4.      Pada percobaan keempat dengan massa beban pada lengan kiri adalah 100 gr dan massa beban pada lengan kanan adalah 150  gr, di dapatkan F_kiri = 1 N dan                  F_kanan= 1,5N, dan lengan gaya kiri adalah 0,135 m  sedangkan lengan gaya kanan adalah 0,09 m ( yang telah di ukur dengan menggunakan penggaris dari titik pusat) . Dan momen gaya kiri maupun kanan adalah 0,135 sehingga Δτ = 0. Hal ini berarti pada percobaan keempat sudah sesuai dengan teori keseimbangan benda tegar yang menyatakan resultan gaya dan resultan momen gaya terhadap suatu titik setimbang sama dengan nol.

5.      Pada percobaan kelima dengan massa beban pada lengan kiri adalah 150 gr dan massa beban pada lengan kanan adalah 50  gr, di dapatkan F_kiri = 1,5 N dan  F_kanan= 0,5N, dan lengan gaya kiri adalah 0,06  m  sedangkan lengan gaya kanan adalah 0,1 m ( yang telah di ukur dengan menggunakan penggaris dari titik pusat) . Dan momen gaya kiri adalah 0,09 sedangkan momen gaya  kanan adalah 0,05 sehingga Δτ = 0,04. Hal ini berarti pada percobaan kelima tidak sesuai dengan teori keseimbangan benda tegar yang menyatakan resultan gaya dan resultan momen gaya terhadap suatu titik setimbang sama dengan nol. Hal ini di karenakan karena kurangnya ketelitian pada saat menentukan letaknya kesetimbangan benda tegar. Selain itu, hal ini juga di karenakan pada saat penggantungan besi pada statif, tempat pengikatan pada besi tidak tepat di tengah-tengah besi itu.

H. Kesimpulan dan Saran

Kesimpulan

Dari tabel hasil pengamatan yang kami dapatkan dan dari pembahasanyang telah kami uraikan,dapat kami simpulkan bahwa terbukti bahwa Syarat keseimbangan statik benda tegar yang terletak pada suatu bidang datar adalah resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol dan resultan momen gaya sama dengan nol. Namun pada percobaan kelima tidak sesuai dengan teori di karenakan bkurangnya ketelitian yang kami lakukan terutama pada saat pengukuran lengan gaya beban dan juga penentuan titik tengah besi yang kami gantungkan sehingga kurang seimbang antara bagian kiri dan kanan.

Saran

Untuk teman-teman yang akan melakukan percobaan ini,kami sarankan untuk meningkatkan ketelitiannya dalam bekerja, dan jeli menentukan apakah benda tersebuit sudah seimbang apa belum. Selain itu, kami menyarankan kepada bapak dan ibu guru dan teman-teman untuk memberikan saran,masukan maupun kritikannya pada laporan kami ini, sehingga laporan kami ini dapat tersempurnakan.

DAFTAR PUSTAKA

Wulandari,Yayan.2012.Rumus Saku Fisika SMA.Tangerang : Scientific Press

Tim Edukatif HTS.2013.Modul Fisika Untuk SMA/MA.Surakarta:Hayati Tumbuh Subur

Sarwanto dan Sufii Aida Rufaida. 2014. Fisika Peminatan Matematika dan Ilmu-ilmu Alam. Surakarta : Mediatama