Laporan Fisika Tumbukan

  • Published on
    21-Nov-2015

  • View
    86

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Laporan Fisika Tumbukan

Transcript

  • 1

    LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR

    Tumbukan

    Asisten Dosen : Enggar Wibowo

    Nama : Jennica Fidelia

    Nim : 1401010031

    Rekan Kerja : Jeremiah Irwan

    Jessica Afianto

    Waktu Praktikum : Selasa, 23 Septermber 2014

    Nutrition and Food Technology Study Program

    Faculty of Life Science

    Surya University

    2014

  • 2

    I. Tujuan Praktikum

    Tujuan utama dari praktikum ini adalah agar dapat memahami

    hukum kekekalan momentum dan mengaitkannya dengan hukum Newton

    ke-2 dan ke-3, serta dapat membedakan tumbukan elastik dan tumbukan

    inelastik.

    II. Pendahuluan

    A. Prinsip Praktikum

    Momentum atau biasa ditulis dengan lambang P dapat

    didefinisikan sebagai suati hasil kali antara massa (m) dengan

    kecepatan (v). Atau dapat ditulis sebagi berikut :

    =

    Dikarenakan kecepatan adalah besaran vektor, maka momentum

    dapat dinyatakan dalam bentuk vektor juga. Satuan dari

    momentum adalah kgm/s2 . Dari rumus diatas, dapat disimpulkan

    bahwa semakin besar massa dan kecepatan benda maka besar

    momentumnya juga semakin besar.

    Pada gambar diatas, tumbukan yang terjadi antara benda 1 dan

    benda 2 sama besar, karena sama-sama bergerak dengan kecepatan

    tertentu dan dengan massa tertentu, maka ketika kedua benda

    tersebut bertumbukan, masing-masing benda memberikan gaya ke

    benda lain sehingga besar momentumnya dapat diketahui.

    M2 M1

  • 3

    Besarnya momentum yang bekerja pada saat tumbukan dapat

    diketahui melalui persamaan :

    =

    1. 1 + 2. 2 = 1. 1 + 2. 2

    Berdasarkan persamaan diatas, dapat disimpulkan bahwa

    momentum bersifat kekal, karena momentum sebelum tumbukan

    sama besar dengan momentum setelah tumbukan. Hal ini dapat

    terjadi apabila tidak ada gaya luar yang mempengaruhi.

    Dari persamaan diatas, dapat juga dicari kecepatan masing-masing

    benda sebelum dn sesudah tumbukan, sehingga kita dapat mencari

    besarnya koefisien restitusi (e). Berdasarkan besarnya koefisien

    restitusi, tumbukan dapat dibedakan menjadi 3, yaitu tumbukan

    lenting sempurna, tumbukan lenting sebagian dan tumbukan tidak

    lenting sama sekali.

    1. Tumbukan Lenting Sempurna ( e = 1)

    Tumbukan lenting sempurna atau perfectly elastic

    collison adalah tumbukan dimana gaya yang bekerja pada

    kedua benda adalah gaya konservatif, sehingga besar energi

    kinetik sebelum dan sesudah tumbukan besarnya sama.

    Sebelum tumbukan :

    Setelah tumbukan :

    M2 M1

    V1 V2

    M2 M1

    V2 V1

  • 4

    Hukum Kekekalan Momentum :

    1. 1 + 2. 2 = 1. 1 + 2. 2

    Pada tumbukan lenting sempurna, terjadi kekekalan energi kinetik,

    yang dapat dibuktikan dengan persamaan dibawah ini :

    1. 1 + 2. 2 = 1. 1 + 2. 2

    1. 1 1. 1 = 2. 2 2. 2

    1(1 1) = 2(2 2)

    Kemudian dari persamaan diturunkan menjadi hukum kekekalan

    energi kinetik, yaitu :

    1 + 2 = 1 + 2

    1

    21

    2 +1

    22

    2 =1

    21

    2 +1

    22

    2

    1(12 1

    2) = 2(22 2

    2)

    1(1 1)(1 + 1

    ) = 2(22)(2

    +2)

    2 1

    = (2 1)

    =

    Dimana :

    = kecepatan relatif benda 2 dilihat oleh benda 1 sesaat sebelum

    tumbukan

    = kecepatan relatif benda 2 dilihat oleh benda 1 sesaat setelah

    tumbukan

    2. Tumbukan Tidak Lenting Sama Sekali (e = 0 )

    Tumbukan tidak lenting sama sekali atau perfectly inelastic

    collision adalah tumbukan dimana setelah terjadi tumbukan,

    kedia benda akan menempel menjadi satu dan mempunya

    kecepatan yang sama.

  • 5

    Sebelum tumbukan :

    Setelah tumbukan :

    Pada tumbukan tidak lenting sama sekalim berlaku hukum

    kekekalan momentum sebagai berikut :

    1. 1 + 2. 2 = (1 + 2)

    Pada tumbukan tidak lenting sama sekali tidak berlaku hukum kekekalan

    energi kinetik, sehingga da energi kinetik yang hilang selama proses

    tumbukan. Besarnya energi kinetik yang hilang, dapat dihitung dengan

    cara :

    =

    % =

    100%

    3. Tumbukan Lenting Sebagian ( 0 < e < 1 )

    Tumbukan lenting sebagian adalah tumbukan dimana

    nilai koefisien restitusinya berada diantara lebih 0 sampai

    dengan lebih kecil dari 1. Untuk mengukur koefisien restitusi

    dapat digunakan rumus :

    =

    =

    (2 1

    )

    2 1

    M2 M1

    V1 V2

    M2 M1

    V

  • 6

    Semakin mendekati nilai 0, maka tumbukan semakin tidak

    lenting, sedangkan semakin mendekati nilai 1, maka tumbukan

    semakin lenting.

    B. Alat dan Bahan

    Alat dan bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah sebagi

    berikut :

    - 1 unit alat Linear Air track Experiment yang terdiri dari

    :

    Lintasan Air track

    2 buah kereta air track

    Magnet

    2 buah pegas

    2 buah velcro

    Alat penyangga tambahan

    Karet gelang

    Beban tambahan

    - Air Blower

    - Neraca Lengan O Hauss

    - Photodioda dan kabel-kabelnya

    - Time counter atau Penghitung Waktu

    - Jangka Sorong

    C. Prosedur Kerja

    1. Percobaan 1

    a. Tumbukan Elastik

    1) Mempersiapkan alat dan bahan yang diperlukan, lalu

    mengecek kelengkapan alat dan bahan.

  • 7

    2) Mempersiapkan air track sesuai dengan petunjuk

    pembimbing, lalu menyalakan blower dan time counter.

    3) Memasang penghalang cahaya pada bagian atas masing-

    masing kereta menggunakan sekrup yang tersedia.

    4) Memasang pegas pada kedua kereta dengan menggunakan

    sekrup lalu menimbang massa kereta menggunakan

    neraca lengan o hauss.

    5) Meletakan salah satu kereta ditengah-tengah lintasan air

    track dan menamai kereta sebagai kereta II.

    6) Meletakan kereta yang lain ( kereta I ) diujung lintasan ,

    lalu memantulkan kereta ke karet gelang terlebih dahulu.

    7) Mencatat waktu yang ditunjukkan oleh time counter dan

    memasukkan data kedalam tabel.

    8) Mengulangi langkah 5-7 sebanyak 4 kali.

    b. Tumbukan Inelastik

    1) Mengganti pegas pada kedua kereta dengan velcro yang

    tersedia lalu mengencangkannya dengan sekrup.

    2) Menimbang massa kereta menggunakan neraca lengan o

    hauss.

    3) Meletakan keretaa II ditengah-tengah lintasan air track,

    lalu meletakkan kereta I di ujung lintasan air track

    4) Memantulkan kereta I ke karet gelang, lalu mencatat hasil

    dari time counter

    5) Mengulangi langkah 3 dan 4 sebanyak 4 kali

    2. Percobaan 2

    a. Tumbukan Elastik

    1) Mengganti velcro pada kedua kereta dengan pegas, lalu

    mengencangkannya dengan sekrup.

  • 8

    2) Menambahkan beban tambahan pada kereta I, lalu

    menimbang massa kereta dengan menggunakan neraca

    lengan o hauss.

    3) Meletakan kereta II ditengah-tengah lintasan air track,

    lalu meletakkan kereta I pada ujung lintasan air track.

    4) Memantulkan kereta I ke karet gelang, lalu mencatat hasil

    pada time counter dan memasukkan data kedalam tabel.

    5) Mengulangi langkah 2-4 sebanyak 4 kali dengan

    menambahkan jumlah beban dan mengganti posisi beban

    ditambahkan.

    b. Tumbukan Inelastik

    1) Mengganti pegas pada kedua kereta menggunakan velcro

    lalu mengencangkan velcro dengan sekrup.

    2) Menambahkan beban ke kereta I lalu menimbang massa

    kereta menggunakn eraca lengan o hauss.

    3) Meletakan kereta II pada bagian tengah lintasan, lalu

    meletakkan kereta I pada bagian ujung lintasan.

    4) Memnatulkan kereta I ke karet gelang, lalu mencatat hasil

    yang ditunjukkan oleh time counter.

    5) Mengulangi langkah 2-4 sebanyak 4 kali menggunakan

    beban yang bervariasi dan menukar posisi beban pada

    kereta II.

    3. Percobaan 3

    1) Mengganti sekrup pada kedua kereta menggunakan sekrup

    yang lebih panjang, lalu menambahkan magnet pada

    kedua kereta.

    2) Menimbang massa kereta menggunakan neraca lengan o

    hauss.

  • 9

    3) Meletakkan kereta II pada bagian tengah lintasan air

    track, lalu meletakkan kereta I pada bagian ujung lintasan

    dengan posisi kutub magnet yang sama menghadap kutub

    magnet pada kereta II.

    4) Memantulkan kereta I ke karet gelang lalu mancatat waktu

    yang terlihat pada time counter dan memasukkannya

    kedalam tabel.

    5) Mengulangi langkah 3 dan 4 sebanyak 4 kali

    4. Percobaan 4

    1) Mengukur tinggi penyangga tambahan dengan

    menggunakan jangka sorong.

    2) Meletakan salah satu kereta pada bagian akhir lintasan,

    lalu meletakkan kereta lain dekat kereta pertama dengan

    posisi kutub magnet yang sama.

    3) Menandai jarak terdekat antar kereta, lalu menghitung

    jarak terdekatnya, dan mencatat hasilnya pada tabel.

    4) Mengulangi langkah 1-3 sebanyak 4 kali dengan

    menambahkan penyangga tambahan secara bertahap.

    5. Percobaan 5

    1) Meletakkan salah satu kereta pada ujung lintasan, lalu

    menandai satu titik pada lintasan sebagai titik lepas.

    2) Menambahkan penyangga tambahan pada penyangga

    llintasan air track.

    3) Melepaskan kereta lain dari titik lepas, lalu menandai titik

    terdekat antar kereta sebelum kereta kembali terdorong

    oleh gaya magnet.

    4) Menghitung jarak terdekat antar kereta lalu memasukan

    data pada tabel.

  • 10

    5) Mengulangi langkah 1-3 sebanyak 4 kali dengan

    menam