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:
Fkiri = m.g = 0,05.10 = 0,5 N
Fkanan =
m.g = 0,05.10 = 0,5 N
lkiri= 0,204 m (yang di ukur dengan menggunakan
penggaris dari titik pusat besi yang di gantungkan)
lkanan =
0,204 m (yang di ukur dengan menggunakan penggaris dari titik pusat besi
yang di gantungkan)
τkiri = F x l = 0,5.0,204 = 0,102 Nm
τkanan = F x l = 0,5.0,204 = 0,102 Nm
maka Δτ = τkiri - τkanan = 0,102 – 0,102 = 0 Nm
Pada percobaan
kedua dengan massa beban kiri = 100 gr dan massa beban kanan = 50 gr,di dapatkan:
Fkiri = m.g = 0,1.10 = 1 N
Fkanan =
m.g = 0,05.10 = 0,5 N
lkiri =
0,1 m
lkanan =
0,2 m
τkiri = F x l = 1,1.0,1= 0,10 Nm
τkanan = F x l = 0,5.0,2 = 0,10 Nm
maka Δτ = τkiri - τkanan = 0,10 – 0,10 = 0Nm
Pada percobaan
ketiga dengan massa beban kiri = 100 gr dan massa beban kanan = 100 gr,di
daptkan:
Fkiri = m.g = 0,1.10 = 1 N
Fkanan =
m.g = 0,1.10 = 1 N
lkiri =
0,15 m
lkanan =
0,15 m
τkiri = F x l = 1.0,15 = 0,15 Nm
τkanan = F x l = 1.0,15 = 0,15 Nm
maka Δτ = τkiri - τkanan = 0,15 – 0,15 = 0 Nm
Pada percobaan
keempat dengan massa beban kiri = 100 gr dan massa beban kanan = 150 gr,di
dapatkan:
Fkiri = m.g = 0,1.10 = 1N
Fkanan =
m.g = 0,05.10 = 1,5 N
lkiri =
0,135 m
lkanan =
0,09 m
τkiri = F x l = 1.0,135 = 0,135 Nm
τkanan = F x l = 1,5.0,09 = 0,135 Nm
maka Δτ = τkiri - τkanan = 0,135 – 0,135 = 0 Nm
Pada percobaan
ke lima dengan massa beban kiri = 150 gr dan massa beban kanan = 50 gr,di
dapatkan:
Fkiri = m.g = 0,15.10 = 1,5 N
Fkanan =
m.g = 0,05.10 = 0,5 N
lkiri =
0,06 m
lkanan =
0,10 m
τkiri = F x l = 1,5.0,06 = 0,09 Nm
τkanan = F x l = 0,5.0,1 = 0,05 Nm
maka Δτ = τkiri - τkanan = 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 Fkiridan Fkanan 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 Fkiri = 1 N dan Fkanan= 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 Fkiri dan Fkanan 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 Fkiri = 1 N dan Fkanan= 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 Fkiri = 1,5 N dan Fkanan=
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