Berikut ini contoh laporan praktikum fisika dengan judul gerak lurus beraturan (GLB). Praktikum ini disusun dengabn menggunakan peralatan dari KIT Mekanika.
Daftar isi
Praktikum Gerak Lurus Beraturan
Bab I. Pendahuluan
A. Latar Belakang
Gerak merupakan fenomena alam yang paling banyak ditemukan dalam kehidupan sehari-hari. Hal ini membuat gerak menjadi topik fisika yang paling mudah diamati. Mulai dari gerak beraturan seperti gerak benda jatuh, perputaran bulan sampai gerak acak seperti gerak mobil, burung terbang, gerak awan dan sejenisnya.
Dalam bidang kajian fisika, gerak ditinjau dalam dua konsep utama yakni Dinamika dimana gerak ditinjau berdasarkan penyebab gerak dan Kinematika dimana gerak ditinjau tanpa memperhatikan penyebab geraknya. Konsep gerak dalam fisika sendiri sangat has yakni didarkan pada perubahan posisi yang terjadi berdasarkan kerangka acuan tertentu.
Kinematika ini diberikan sebagai dasar untuk mempelajari konsep dasar pendidikan IPA lebih lanjut. Secara umum gerak lurus dibagi dalam dua kategori yaitu gerak lurus beraturan (GLB) dan gerak lurus berubah beraturan (GLBB). Gerak lurus berubah beraturan juga merupakan hal yang sangat penting dalam konsep dasar IPA. Konsep gerak lurus berubah beraturan ini merupakan dasar dalam konsep dasar IPA ini.
B. Rumusan Masalah
- Mahasiswa dapat menentukan kecepatan kereta dinamika pada gerak lurus beraturan.
- Mahasiswa dapat menjelaskan karakteristik gerak lurus berdasarkan besaran-besaran kinematisnya.
Bab II. Landasan Teori
Menurut bentuk lintasannya, gerak dibagi menjadi beberapa jenis penting, seperti gerak melingkar, gerak parabola, dan gerak lurus. Secara umum, gerak lurus dibagi dalam dua kategori, yaitu gerak lurus beraruran dan gerak lurus berubah beraturan. Gerak lurus beraturan artinya gerak benda yang lintasannya lurus dan kecepatannya tetap sehingga nilai percepatannya nol (Ishaq, 2007:24-25).
Hukum Newton I, jika tidak ada gaya eksternal, saat dilihat dari kerangka acuan inersia, maka sebuah benda yang berada dalam keadaan diam akan tetap diam dan benda yang bergerak akan terus bergerak dengan kecepatan tetap (yaitu dengan kelajuan tetap sepanjang suatu garis lurus). Dalam istilah yang lebih sederhana, kita dapat mengatakan bahwa saat tidak ada gaya yang bekerja terhadap suatu benda, percepatan benda tersebut adalah nol. Jika tidak ada gaya apapun yang beraksi untuk mengubah gerak benda, maka kecepatannya tidak berubah. Dari hukum I, kita menyimpulkan bahwa setiap benda yang terisolasi (yang tidak berinteraksi dengan lingkungannya) akan berada dalam kondisi diam atau bergerak dengan kecepatan tetap (Serway dan Jeweet, 2009: 173).
Gerak lurus beraturan adalah gerak benda titik yang membuat lintasan berbentuk garis lurus dengan sifat bahwa jarak yang ditempuh tiap satu satuan waktu tetap baik besar maupun arah. Pada gerak lurus beraturan, rata-rata sama dengan sesaat yang tetap baik besar maupun arah. Dengan perkataan lain: Kecepatan rata0rata pada gerak lurus beraturan tak tergantung ada interval (jangka) waktu yang dipilih. Percepatan pada gerak lurus beraturan adalah , sebab tetap, berarti pada gerak lurus berarturan tidak ada percepatan (Sarojo, 2002 : 37-39).
Bab III. Metode Percobaan
A. Alat dan Bahan
I. Alat
- Mistar (1 bh)
- Rel Presisi (3 bh)
- Penyambung Rel Presisi (2 bh)
- Kaki Rel Presisi (2 bh)
- Trolli (1 bh)
- Penanda Ketik (1 bh)
- Catu Daya (1 bh)
- Kabel Penghubung ( 1 pasang Hitam-Merah)
- Pita Ketik
- Kertas Karbon
B. Prosedur Kerja
Sebelum melakukan praktikum kami mempersiapkan alat dan bahan, dengan langkah percobaan sebagai berikut:
- merangkai alat seperti pada gambar;
- mengimbangi gesekan yang terjadi antara kereta dinamika dan permukaan rel presisi dengan memasang salah satu ujung rel pada tingkat pertama balok bertingkat;
- menahan kereta dinamika di dekat pewaktu ketik;
- menghubungan pewaktu ketik ke catu daya dan catu daya ke soket jala-jala listrik pada saat catu daya masih dalam keadaan mati (OFF);
- memotong pita ketik sepanjang 1 meter dan memasangnya pada pewaktu ketik, menjepit salah satu ujung pita ke penjepit yang ada pada kereta dinamika, dan meyakinkan bahwa pita ketik lewat di bawah kertas karbon.;
- menghidupkan catu daya dan mendorong kereta dinamika sedemikian rupa sehingga bergerak di sepanjang rel presisi;
- ketika kereta dinamika mendekati atau hampir mendekati ujung rel presisi, menahan kereta dinamika menggunakan tangan atau menggunakan tumpukan tangan atau menggunakan tumpakan berpenjepit
- mengambil pita ketik dari kereta dinamika, memeriksa titik ketikan yang diperoleh pada pita ketik dan mencoba mengambil kesimpulan mengenai gerak yang dilakukan oleh kereta dinamika;
- memeriksa titik ketikan pada permulaan gerak kereta dinamika, jika terdapat titik-titik yang bertindihan, mengabaikan titik-titik tersebut dan memotong bagian tersebut;
- menggunakan 5 ketik dan 10 ketik sebagai satuan waktu, memotong pita ketik secara berurutan dimulai dari awal gerak kereta dinamika;
- menempel potongan pita ketik secara berurutan dari permulaan gerak sampai akhir gerak kereta dinamika pada kertas manila untuk membuat kurva laju waktu.
Bab IV. Hasil dan Pembahasan
A. Hasil Pengamatan
Tabel 1. Hubungan antara jarak tempuh (s) dan waktu tempuh (t)
| No | Jarak Tempuh (m) | Waktu Tempuh (s) |
|---|---|---|
| 1 | 0,0135 | 0,1 |
| 2 | 0,0141 | 0,2 |
| 3 | 0,0146 | 0,3 |
| 4 | 0,0151 | 0,4 |
| 5 | 0,0157 | 0,5 |
| 6 | 0,0163 | 0,6 |
I. Analisis Data
1. Kecepatan I
v_1= \frac{\Delta s_1}{\Delta t_1}=\frac{(0,0141 -0,0135) \ m}{(0,2 -0,1) \ s} = \frac{0,0006\ m }{0,1 \ s} =0,006 \ m/s2. Kecepatan II
v_2= \frac{\Delta s_2}{\Delta t_2}=\frac{(0,0146 -0,0141) \ m}{(0,3 -0,2) \ s} = \frac{0,0005\ m }{0,1 \ s} =0,005 \ m/s3. Kecepatan III
v_3= \frac{\Delta s_3}{\Delta t_3}=\frac{(0,0151 -0,0146) \ m}{(0,4 -0,3) \ s} = \frac{0,0005\ m }{0,1 \ s} =0,005 \ m/s4. Kecepatan IV
v_4= \frac{\Delta s_4}{\Delta t_4}=\frac{(0,0157 -0,0151) \ m}{(0,5 -0,4) \ s} = \frac{0,0006\ m }{0,1 \ s} =0,006 \ m/s5. Kecepatan V
v_5= \frac{\Delta s_5}{\Delta t_5}=\frac{(0,0163 -0,0157) \ m}{(0,6 -0,5) \ s} = \frac{0,0006\ m }{0,1 \ s} =0,006 \ m/s6. Kecepatan rata-rata Metode I
\bar v_n=\frac{v_1+v_2+...+v_5}{5} =\frac{0,028\ m/s}{5}=0,0056\ m/s7. Kecepatan Rata-rata Metode II
v=\frac{\Delta s}{\Delta t} =\frac{(0,0163-0,0135) \ m}{(0,06-0,01) \ s}=\frac{0,028\ m/s}{5}=0,0056\ m/sB. Pembahasan
Gerak lurus beraturan adalah gerak benda yang lintasannya lurus dan kecepatannya tetap. Menurut hukum Newton I tentang gerak sebuah benda dapat bergerak lurus beraturan jika tidak ada gaya eksternal yang bekerja pada benda tersebut. Hal ini juga berarti bahwa jika tidak ada resultan gaya yang bekerja pada suatu benda, maka percepatannya nol. Inilah yang menjadi ciri khas gerak lurus berarturan, yaitu kecepatan tetap dan percepatan yang nilainya nol.
Dalam praktikum ini, kami mengamati gerak lurus beraturan pada kereta dinamika. Untuk membuat kereta dinamika bergerak lurus beraturan, kami menggunakan dua buah rel presisi sebagai lintasan kereta, kemudian memiringkan rel presisi dengan memasang salah satu ujungnya pada balok bertingkat. Tujuannya adalah untuk mengimbangi gaya gesekan yang timbul antara kereta dinamika dan rel presisi. Kami melakukan tiga belas kali percobaan, dimana dalam tiga belas kali percobaan, tujuh kali percobaan gagal dan enam kali percobaan berhasil. Dari enam kali percobaan yang berhasil, kami mengambil 2 pita terbaik sebagai sampel, 1 pita untuk data 5 ketikan dan 1 pita lagi untuk data 10 ketikan.
Kegagalan dalam praktikum kami disebabkan oleh dua faktor, yaitu pewaktu ketik yang tidak berfungsi dengan baik dan kertas karbon yang kami gunakan sudah habis. Adanya dua faktor kesalahan ini menyebabkan tidak munculnya titik-titik ketikan pada pita ketik, kalaupun muncul titik ketikan, titik tersebut tidak terlihat jelas pada pita ketik. Akibatnya, tujuh kali percobaan awal kami selalu menghasilkan pita ketik dengan titik ketikan yang tidak jelas, bahkan ada bagian pada pita ketik yang tidak muncul titik ketikan.
Setelah berkonsultasi dengan co-ass, faktor-faktor pemicu kesalahan itu dapat kami ataso. Kami kembali melanjutkan percobaan. Kami melakukan enam kali percobaan dan keenam percobaan tersebut berhasil karena muncul titik ketikan yang jelas pada pita ketik. Dari enam kali percobaan tersebut, kami mengambil dua pita terbaik sebagai sampel.
Berdasarkan hasil ketikan pada dua pita yang kami jadikan sampel, kami menyimpulkan bahwa gerak yang dilakukan oleh kereta dinamika adalah gerak lurus beraturan, melihat jarak antar titik yang hampir sama pada dua pita ketik tersebut. Dari dua pita tersebut, kami kemudian mencari kecepatan kereta dengan membagi pita ketik menjadi potongan-potongan yang berisi 5 ketikan dan 10 ketikan. Untuk pita dengan 5 ketik, kecepatan ditentukan dengan membagi jarak 5 ketik (sebagai jarak tempuh) dengan waktu 5 ketikan yang diperoleh dengan mengalihkan jumlah ketikan dengan 0,02 sekon. Dengan cara yang sama, untuk pita dengan 10 ketik ditentukan dengan membagi jarak 10 ketik dengan waktu 10 ketikan.
Dari hasil perhitungan, untuk pita dengan lima ketikan kecepatan benda tiap detik hampir sama. Hal ini dapat terlihat pada grafik laju waktu untuk data lima ketikan. Pada awal gerak, grafik membentuk garis lurus dengan kemiringan tertentu, setelah mencapai keseimbangan (gaya gesek dapat diimbangi), grafik mulai menunjukkan garis lurus mendatar yang artinya kereta dinamika bergerak lurus beraturan. Sementara untuk pita dengan sepuluh ketik, kecepatan kereta selalu bertambah, namun dengan penambahan kecepatan yang relatif kecil, sehingga kereta dinamika masih diapit dianggap bergerak lurus beraturan. Adanya penambahan kecepatan ini disebabkan karena semakin lama kereta bergerak, gaya untuk mengimbangi gaya gesekan sebasar Fx = Wsin telah mampu melebihi gaya gaya gesek antara kereta dan rel presisi. Sehingga jika kita menggunakan selang waktu ketik yang semakin besar (jumlah titik ketikan banyak), maka penambahan kecepatan akan semakin besar, sebaliknya dengan memperkecil waktu kecil, kecepatan yang diperoleh relatif konstan dan kecepatan kereta dapat ditentukan dengan lebih cepat.
Kemudian, berdasarkan hasil analisis data, untuk data lima ketikan kami memperoleh rentang nilai pengukuran kecepatan antara 0,14080 m/s sampai dengan 0,15720 m/s dengan persentase kesalahan yang cukup kecil, yaitu 5,50%. Begitu juga untuk data sepuluh ketikan, walaupun terdapat indikasi penambahan kecepatan, kami memperoleh rentang nilai pengukuran yang tidak begitu besar untuk dapat sepuluh ketikan, yaitu antara 0,15701 sampai dengan 0,19899 dengan persentase kesalahan 11,8%. Bisa disimpulkan bahwa praktikum kami berhasil dengan persentase kesalahan 94,5% untuk data lima ketikan dan 88,2% untuk sepuluh ketikan.
Bab V. Kesimpulan
A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil percobaan, analisis data, dan tujuan dilaksanakannya praktikum dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut:
- jenis gerak yang dilakukan oleh kereta dinamika adalah gerak lurus beraturan;
- karakteristik gerak lurus beraturan adalah jarak yang ditempuh tiap satu satuan waktu adalah tetap;
- dengan memperkecil selang waktu ketik, kecepatan kereta dinamika dapat ditentukan dengan lebih cepat;
- untuk data 5 ketikan, persentase kesalahan praktikum adalah 5,50% dan persentase keberhasilan praktikum adalah 94,5%;
- untuk data 10 ketikan, persentase kesalahan praktikum adalah 11,8% dan persentase keberhasilan praktikum adalah 88,2%.
2. Saran
Praktikum ini dapat berjalan lebih maksimal serta hasilnya dapat mendekati konsep jika alat-alat praktikum yang digunakan semuanya berfungsi dengan baik. Dalam percobaan gerak lurus beraturan ada beberapa alat yang tidak berfungsi dengan baik, sehingga antara kelompok yang satu dengan kelompok yang lainny harus saling menunggu untuk menggunakan alat. Selain itu, alat yang tidak berfungsi dengan baik juga membuat praktikan harus mengulang percobaan berkali-kali untuk mendapat hasil yang baik.
