LAPORAN UJIAN AKHIR PRAKTIKUM
FISIKA
DASAR II
“TITIK
BERAT BENDA HETEROGEN”
Tanggal
Pengumpulan :27 Juni 2016
Disusun Oleh :
Nama : Rizki Fajar
Bagaskara
NIM : 11150163000006
Kelas : Pendidikan
Fisika 2A
LABORATORIUM
FISIKA DASAR
PROGRAM
STUDI PENDIDIKAN FISIKA
FAKULTAS
ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN
UNIVERSITAS
ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH
JAKARTA
2016
TITIK BERAT BENDA HETEROGEN
A.
TUJUAN PRAKTIKUM
1.
Menentukan titik
berat benda pada benda tak beraturan (heterogen).
2.
Menganalisis penurunan
rumus mengenai titik berat benda.
3.
Mengetahui aplikasi
titik berat dalam kehidupan sehari-hari.
4.
Menganalisis
hubungan antara titik berat dengan titik kesetimbangan
B.
DASAR TEORI
Sebuah benda terdiri atas banyak
partikel. Setiap partikel mempunyai massa. oleh karena itu, tiap partikel
mempunyai berat dan titik berat yang berbeda-beda. Partikel-partikel tersebut
masing-masing mempunyai gaya berat w1, w2, w3,
..., wn dengan resultan gaya berat w. Resultan dari seluruh gaya berat benda
yang terdiri atas bagian-bagian kecil benda dinamakan gaya berat. Titik tangkap
gaya berat inilah yang disebut titik berat (Zo) (Setya Nurachmandani, 2009).
Semua partikel zat di dalam suatu benda
mengalami gaya tarik bumi, dan gaya tunggal yang kita sebut berat benda itu
ialah resultan dari semua gaya tarik tersebut. Arah gaya pada tiap-tiap
partikel menuju ke pusat bumi, tetapi karena jarak ke pusat bumi itu demikian
sangat jauhnya, jadi berat suatu benda adalah resultan dari jumlah besar gaya
sejajar.
Titik perpotongan garis kerja 
pada kedua bagian mempunyai
koordinat-koordinat 
dan
dan dinamakan pusat berat benda itu. Dengan
meninjau sembarang letak di benda tadi dapatlah ditunjukkan, bahwa garis kerja senantiasa melalui pusat berat tadi. Apabila
pusat berat sejumlah benda sudah ditentukan letaknya semua koordinat pusat
benda-benda tersebut dapat dihitung. Simetri sebuah benda sering kali berguna
untuk menentukan letak pusat benda. Jadi pusat berat bola homogen, kubus,
piringan bundar atau papan berbentuk persegi empat atau persegi panjang berada
di tengah-tengahnya. Pusat berat silinder atau kerucut tegak terletak di sumbu
simetrinya. (Francis Weston Sears dan Mark W Zmansky, 1962: 54-55).
pada kedua bagian mempunyai
koordinat-koordinat dan
dan dinamakan pusat berat benda itu. Dengan
meninjau sembarang letak di benda tadi dapatlah ditunjukkan, bahwa garis kerja senantiasa melalui pusat berat tadi. Apabila
pusat berat sejumlah benda sudah ditentukan letaknya semua koordinat pusat
benda-benda tersebut dapat dihitung. Simetri sebuah benda sering kali berguna
untuk menentukan letak pusat benda. Jadi pusat berat bola homogen, kubus,
piringan bundar atau papan berbentuk persegi empat atau persegi panjang berada
di tengah-tengahnya. Pusat berat silinder atau kerucut tegak terletak di sumbu
simetrinya. (Francis Weston Sears dan Mark W Zmansky, 1962: 54-55).
Semua benda di bumi mempunyai berat. Berat suatu
benda dapat dianggap terkonsentrasi pada satu titik yang di sebut pusat
gravitasi atau titik berat. Pada titik berat ini gaya-gaya yang bekerja
menghasilkan momen resultan sama dengan nol. Karena itulah benda yang di tumpu
pada titik beratnya akan berada dalam keseimbangan statik. Dengan kata lain
titik berat adalah titik tangkap dari semua gaya yang bekerja. Contoh berikut
ini menunjukkan bagaimana menentukan letak resultan gaya yang sejajar.
a. Titik berat
benda homogen satu dimensi (garis), untuk benda-benda berbentuk memanjang
seperti kawat , massa benda dianggap diwakili oleh panjangnya (satu dimensi).
b. Titik berat
benda-benda homogen berbentuk luasan (dua dimensi), Jika tebal diabaikan maka
benda dapat dianggap berbentuk luasan (dua dimensi).
c. Titik berat
benda-benda homogen berdimensi tiga, letak titik berat dari gabungan beberapa
benda pejal homogen berdimensi tiga.
Titik berat benda homogen berbentuk luasan yang bentuknya
teratur terletak pada sumbu simetrinya. Untuk bidang segi empat, titik berat diperpotongan
diagonalnya, dan untuk lingkaran terletak dipusat lingkaran. (Dahlia
Sylviana, 2015)
Berikut ini adalah tabel tentang letak titik berat
suatu benda.
(Tri Widodo, 2009: 89-90).
Terlebih dahulu, marilah kita perhatikan
sistem sederhana dua partikel dalam satu dimansi. Ambilah 
dan
sebagai koordinat partikel relatif terhadap
suatu pilihan titikasal sembarang. Koordinat pusat massa 
selanjutnya
didefinisikan oleh
dan
sebagai koordinat partikel relatif terhadap
suatu pilihan titikasal sembarang. Koordinat pusat massa selanjutnya
didefinisikan oleh
Dengan 
adalah
massa total sistem. Untuk kasus hanya dua partikel ini, pusat massa terletak
disuatu titik pada garis yang menghubungkan kedua partikel itu. Hal ini dapat
dilihat dengan mudah jika titik asal kita pilih berimpit dengan salah satu
pertikel, misalkan 
.
Maka adalah jarak 
antara partikel-partikel. Koordinat pusat
massa untuk pilihan titik asal iniselanjutnya diperoleh dari persamaan 7-1:
adalah
massa total sistem. Untuk kasus hanya dua partikel ini, pusat massa terletak
disuatu titik pada garis yang menghubungkan kedua partikel itu. Hal ini dapat
dilihat dengan mudah jika titik asal kita pilih berimpit dengan salah satu
pertikel, misalkan .
Maka adalah jarak antara partikel-partikel. Koordinat pusat
massa untuk pilihan titik asal iniselanjutnya diperoleh dari persamaan 7-1:
Untuk
partikel-partikel dengan massa yang sama pusat massa ada ditengah antara kedua
partikel itu. Bila massa tidak sama, pusat massa lebih dekat ke partikel dengan
massa yang lebih besar. (Tipler,199 : 211-212).
Penurunan Rumus Titik Berat
Titik berat benda adalah titik tangkap gaya berat suatu
benda, di mana titik tersebut dipengaruhi oleh medan gravitasi. Penentuan letak
titik berat ini dapat dilakukan dengan mudah apabila benda bersifat homogen dan
beraturan (seperti kubus, bola, dan silinder). Bagaimana bila benda tersebut
tidak teratur alias tidak beraturan? Apabila benda tidak homogen atau tidak
beraturan, penentuan titik beratnya adalah sebagai berikut.
Aggaplah benda berupa kumpulan
titik-titik massa, yaitu m1, m2, m3,
dan seterusnya yang terletak pada koordinat (x1, y1),
(x2, y2), (x3, y3),
dan seterusnya.
·
Titik berat benda
terhadap sumbu-x adalah :
(m1 + m2 + m3 + ...) gx0 = m1 gx1 + m2 gx2 + m3 gx3 + ...
(m1 + m2 + m3 + ...) gx0 = m1 gx1 + m2 gx2 + m3 gx3 + ...
·
Titik berat benda
terhadap sumbu-y adalah :
(m1 + m2 + m3 + ...) gy0 = m1 gy1 + m2 gy2 + m3 gy3 + ...
(m1 + m2 + m3 + ...) gy0 = m1 gy1 + m2 gy2 + m3 gy3 + ...
maka momen gaya berat benda terhadap sumbu-x adalah
:
Untuk sumbu-y, momen gaya berat benda tersebut
adalah :
C.
ALAT DAN BAHAN
|
No.
|
Gambar
|
Nama Alat dan Bahan
|
|
1.
|
 |
Karton tebal
Ukuran 15cm*10cm
|
|
2.
|
 |
1 lembar kertas Milimeter Block
|
|
3.
|
 |
Jarum pentul
|
|
4.
|
 |
Benang ± 30 cm
|
|
5.
|
 |
Mistar atau Penggaris
|
|
6.
|
 |
Beban
|
|
7.
|
 |
Neraca O’haus
|
|
8.
|
 |
Gunting
|
|
9.
|
 |
Alat Tulis
|
|
10.
|
 |
Lem
|
D.
LANGKAH KERJA
1.
Siapkan
alat dan bahan yang akan digunakan
2.
Siapkan
satu lembar karton dengan ukuran 15 x 10 cm. lalu bentuklah pola dengan bentuk
yang sembarang.
3.
Gunting
karton mengikuti pola yang telah dibuat.
4.
Gambarlah
bentuk segitiga di tengah-tengah pola tersebut. Dengan sudut A, B, C
5.
Lalu
tentukan sudut A’, B’ dan C’ pada segitiga. Untuk mendapatkan A’ yaitu dengan
menancapkan jarum pentul yang sudah diberi benang pada sudut A. setelah itu,
tarik garis dari sudut A ke A’ yang dibentuk oleh benang. Lakukan hal yang sama
pada B’ dan C’.
6.
Setelah
itu tentukan m1 dan m2, dicari titik berat pada m1 dan m2 sesuai langkah nomor
5.
7.
Ukur
massa m1 dan m2 dengan menggunakan neraca, lakukan 5 kali percobaan dengan
berbagai cara penglihatan. Dari depan, atas, bawah, samping kiri dan samping
kanan. Catat pada tabel pengamatan.
8.
Kemudian,
tempel benda pada milimeter block, dan tentukan x1, y1 dan x2, y2. Catat pada
tabel pengamatan.
E.
DATA PENGAMATAN
1. Massa
karton
|
No
|
m1 (gram)
|
m2 (gram)
|
M (gram)
|
Sudut Pandang
|
|
1
|
1,26
|
1,32
|
2,58
|
Depan
|
|
2
|
1,25
|
1,31
|
2,56
|
Kanan
|
|
3
|
1,27
|
1,33
|
2,60
|
Kiri
|
|
4
|
1,26
|
1,32
|
2,58
|
Atas
|
|
5
|
1,26
|
1,32
|
2,58
|
Bawah
|
|
Rata-rata
 SD |
 |
 |
 |
|
2. Titik
koordinat (pada milimeter block)
|
No
|
X1(cm)
|
X2
(cm)
|
Y1(cm)
|
Y2(cm)
|
X (cm)
|
Y (cm)
|
|
1
|
8,7
|
5,3
|
8,3
|
8,3
|
7,0
|
8,2
|
|
2
|
8,7
|
5,3
|
8,3
|
8,3
|
7,0
|
8,2
|
|
3
|
8,7
|
5,3
|
8,3
|
8,3
|
7,0
|
8,2
|
|
4
|
8,7
|
5,3
|
8,3
|
8,3
|
7,0
|
8,2
|
|
5
|
8,7
|
5,3
|
8,3
|
8,3
|
7,0
|
8,2
|
F.
PENGOLAHAN DATA
1.
Rata-rata
Massa
Ø 
Ø 
Massa Total
Ø 
Standar deviasi
Menentukan koordinat X dan Y
Percobaan I
a.
Menentukan
Nilai x dan y
·
Percobaan I
·
Percobaan II
·
Percobaan III
·
Percobaan IV
·
Percobaan IV
b.
Kesalahan
Absolut
(Nilai – Rerata) x 100 %
Kesalahan absolut pada m1
·
(1,26-1,26) x 100% = 0%
·
(1,25-1,26) x 100% = 1%
·
(1,27-1,26) x 100% = 1%
·
(1,26-1,26) x 100% = 0%
·
(1,26-1,26) x 100% = 0%
Kesalahan absolut pada m2
·
(1,32-1,32) x 100% = 0%
·
(1,31-1,32) x 100% = 1%
·
(1,33-1,32) x 100% = 1%
·
(1,32-1,32) x 100% = 0%
·
(1,32-1,32) x 100% = 0%
Kesalahan absolut pada x
·
(
) x 100%
= 0%
) x 100%
= 0%
Kesalahan absolut pada y
·
(
) x 100%
= 0%
) x 100%
= 0%
c.
Persentase
kesalahan relative
Kesalahan relatif pada m1
·
·
·
·
·
Kesalahan relatif pada m2
·
·
·
·
·
·
Kesalahan relatif pada x1
·
Kesalahan relatif pada y1
·
G.
PEMABAHASAN
Berdasarkan dari percobaan yang telah dilakukan
untuk menentukan letak titik berat bidang homogen baik teratur maupun tidak
teratur dapat dilakukan dengan cara membuat tiga buah titik secara sembarang
sebagai acuan untuk membuat garis lurus sehingga ketiga garis akan berpotongan
dimana untuk menguji keseimbangan benda tersebut dapat dilakukan dengan cara
meletakkan benda tersebut diatas salah satu jari, apabila benda tersebut tidak
bergerak benda tersebut dapat dikatakan dalam keadaan seimbang, sedangkan
apabila benda tersebut bergerak maka benda tersebut dapat dikatakan dalam
keadaan tidak seimbang. Hal ini juga dapat dilakukan untuk menentukan titik
berat benda yang terdiri dari dua atau lebih bidang datar.
Titik perpotongan ketiga garis dapat dikatakan titik
berat apabila benda dalam keadaan seimbang ketika diletakkan diatas salah satu
jari dimana letak jari tepat pada perpotongan ketiga garis tersebut
dan ketika benda diletakkan diatas salah satu jari dimana letak jari tidak pada
perpotongan ketiga garis benda tersebut bergelayutan.
Pada percobaan yang dilakukan dengan menggunakan sudut
pandang yang berbeda, didapat massa m1 dan massa m2 yang
berbeda di setiap pengamatan. Didaptkan pula titik berat benda pada praktikum
dan pada hitungan secara teori sangatlah berbeda, hal ini disebabkan terjadi
kesalahan paraklaks terhadap pengamatan pada mengukur massa m1 dan m2
di neraca o’hauss. Dalam proses pengukuran paling
tidak ada tiga faktor yang terlibat yaitu alat ukur, benda ukur dan orang yang
melakukan pengukuran. Meskipun hasil pengukuran itu merupakan hasil yang
dianggap benar, masih juga terjadi penyimpangan hasil pengukuran. Masih ada
faktor lain lagi yang juga sering menimbulkan penyimpangan pengukuran yaitu
lingkungan. Lingkungan yang kurang tepat akan mengganggu jalannya proses pengukuran.
Penyebab dari
berbedanya data hasil percobaan dengan data hasil hitung yang bersumber dari
luar diantaranya seperti adanya gangguan angin saat melakukan percobaan, hal
ini mengakibatkan kurangnya konsentrasi seseorang saat melakukan perboaan, sedangkan
untuk gangguan dari dalam yaitu seperti kurangnya ketelitian dan kecerobohan
pelaku, hal ini akan mengakibatkan kurang tepatnya data yang didapatkan,
sehingga data hasil percobaan dengan data hasil hitung akan berbeda.
Untuk mengurangi terjadinya penyimpangan pengukuran
sistematis sampai seminimal mungkin maka alat ukur yang akan dipakai harus
dikalibrasi terlebih dahulu. Kalibrasi ini diperlukan disamping untuk mengecek
kebenaran skala ukurnya juga untuk menghindari sifat-sifat yang merugikan dari alat
ukur, seperti kestabilan di angka nol pada neraca ohauss.
H.
KESIMPULAN
Dari
praktikum yang telah dilakukan mengenai titik berat, maka dapat disimpulkan
bahwa:
1. Untuk
mencari titik berat dari suatu benda yang memiliki bentuk yang beraturan maupun
tidak beraturan dapat dilakukan dengan cara yang mudah dan sederhana yaitu
titik berat dari suatu benda didapat dari perpotongan tiga buah garis atau
lebih yang ada pada benda tersebut.
2. Sebuah titik berat dapat ditentukan menggunakan suatu
persamaan momen gaya, gaya berat serta titik kestimbangan pada benda tegar
dimana untuk mencari persamaan rumus pada titik berat benda heterogen.
3. Pada menentukan titik berat benda heterogen, hambatan udara
dapat diabaikan walaupun sesungguhnya mempengaruhi nilai dari titik berat
tersebut.
4. Aplikasi titik berat pun dapat dilihat pada kehidupan
sehari hari, seperti pembuatan bangunan pada gedung, jembatan dan lainnya.
I. KRITIK DAN SARAN
1.
Sebaiknya
praktikan harus memahami terlebih dahulu materi yang akan dipraktikumkan.
2.
Pengambilan
data yang kurang akurat, disebabkan adanya kesalahan pada saat praktikum
(seperti angin yang menggerakkan benang pada saat menentukan titik A’, B’, dan
C’).
3.
Sebaiknya
Assisten Laboratorium mendampingi praktikan pada saat pengambilan data,
sehingga praktikan sedikit terbantu pada proses praktikum.
4.
Perhatikan dengan
baik perpotongan garis pada benang, agar tidak terjadi kesalahan paralaks,
karena itu pada praktikum ini dibutuhkan ketelitian yang sangat akurat.
DAFTAR PUSTAKA
Nurachmandani, Setya. 2009. Fisika
2 untuk SMA/MA kelas XI. Jakarta : Pusat
Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional (BSE).
Syhviana, Dahia. 2015. Fisika Kelas XI. Jakarta: Erlangga.
Tipler.A, Paul. 1998. Fisika Untuk Sains Dan Teknik. Jakarta :
Erlangga.
Widodo,
Tri. 2009. Fisika untuk SMA/MA.
Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional (BSE).
Zemansky.Sears.
1982. Fisika Untuk Universitas 1.
Bandung : Binacipta.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar