Praktikum - Hukum Newton II

Daftar Alat

• Dua rel presisi yang disambungkan dengan penyambung rel dan dengan kaki rel pada setiap ujung 1 set

• Balok tangga 1 buah

• Alas kayu untuk mengangkat ujung rel 1 buah

• Kereta dinamika untuk rel presisi 1 buah

• Rangkaian pewaktu elektronik dengan stopwatch 1 set

• penjepit rel 1 buah

Tata Laksana Percobaan

Dalam percobaan ini satu rel presisi dipakai sebagai jalur untuk sebuah kereta. Satu ujung dari rel diangkat setinggi h sehingga rel menjadi miring. Untuk mengangkat rel pada satu sisi, disediakan sebuah balok bertangga dan sebuah alas kayu. Benda yang dipercepat adalah kereta yang bisa bergerak dengan gesekan kecil di atas rel presisi. Pengaturan percobaan seperti diperlihatkan dalam gambar 3.2. Empat sudut kemiringan yang berbeda dipakai, yaitu sudut yang didapatkan dengan tinggi h sbb.: h = 2,5 cm, 3,5 cm, 4,5 cm dan 5,7 cm. Pada setiap sudut kemiringan, percepatan kereta ditentukan dengan mengukur jarak jalan kereta s dan waktu t yang ditempuh kereta saat meluncur. Dari data-data yang diperoleh, percepatan a ditentukan sesuai dengan (3.16). Waktu tempuh diukur dengan memakai rangkaian elektronik yang tersambung dengan stopwatch. Kereta pada awal percobaan tertahan pada tempatnya dengan sepotong almunium foil yang dijepitkan pada kereta dan pada penjepit kontak. Ketika penjepit kontak dibukakan, maka stopwatch mulai jalan dan kereta mulai bergerak. Stopwatch dihentikan oleh gerbang optik yang dipasang pada posisi tertentu pada rel. Pada kereta terpasang sekrup yang menonjol ke bawah. Ketika sekrup tersebut masuk ke dalam gerbang optik, stopwatch akan berhenti. Maka waktu tempuh terdapat dari waktu yang ditunjukkan pada stopwatch, sedangkan jarak tempuh kereta adalah jarak gerak dari posisi awal sampai ke posisi di mana sekrup tersebut masuk ke dalam gerbang optik. Masuknya sekrup ke dalam gerbang optik dilihat pada LED rangkaian gerbang optik yang mati ketika sekrup di dalam gerbang optik.

Pakai dua cara untuk menentukan percepatan a:

1. Pada tinggi h = 4,5 cm ukur waktu yang ditempuh dengan 6 jarak tempuh yang berbeda, mulai dari jarak sebesar s ˜ 35 cm sampai ke jarak yang terpendek sebesar s ˜ 5 cm. Waktu luncur diukur sebanyak 3 kali untuk setiap jarak tempuh. Pakai nilai rata-rata dari tiga hasil ukur ini. Buat satu grafik jarak s terhadap waktu kuadrat t2. Pakai metode grafik untuk menentukan percepatan a sesuai dengan (3.16). Perhatikan bahwa kemiringan a* dari garis miring yang didapatkan tidak sama dengan percepatan a.
2. Cara kedua untuk menentukan percepatan a dipakai pada ketinggian h = 2,5 cm, h = 3,5 cm dan h = 5,7 cm. Pada ketinggian tersebut cukup mengukur waktu luncur pada satu jarak tempuh saja. Pakai jarak tempuh sebesar s = 35 cm. Ukurlah waktu tempuhnya sebanyak 5 kali. Tentukan percepatan a memakai (3.16) dari nilai rata-rata waktu tempuh dan panjang jarak. Pada masing-masing ketinggian akan diperoleh besar percepatan a sebagai hasil ukur yang dimiliki kereta pada ketinggian tersebut. Untuk melihat hubungan antara percepatan a dan ketinggian h lebih jelas, buat grafik percepatan a terhadap tinggi kemiringan h. Tentukan konstanta gravitasi g dan gaya gesekan Fges dengan memakai metode grafis dan persamaan (3.9). Untuk menghitung Fges dari bagian sumbu y  dalam grafik, massa kereta dibutuhkan. Massa dari kereta 1 sebesar mk1 = 83,3 g ± 0,1 g, massa dari kereta 2 sebesar mk2 = 75,4 g ± 0,1 g, Massa dari kereta 3 sebesar mk3 = 83,3 g ± 0,1 g.