PF-2/KECEPATAN RATA-RATA DAN KECEPATAN SESAAT

NAMA/NIM                                       : DANDI SAPUTRA HALIDI/442417041

JURUSAN/GUGUS                            : KIMIA/B

PROGRAM STUDI                            : S1 KIMIA

KELOMPOK                                      : IX (SEMBILAN)

KODE/NAMA PERCOBAAN           : PF-2/KECEPATAN RATA-RATA DAN    KECEPATAN SESAAT

KOPENTENSI                                    : 1. Menganalisis data percobaan kecepatan                                                                  rata-rata dan kecepatan sesaat, serta                                                                  menentukan hubungan kecepatan sesaat                                                                  dan kecepatan rata-rata pada hasil                                                                  percobaan, dan menjelaskan hasil                                                                  statistikanya.

2. Menentukan nilai kecepatan rata-rata dan      kecepatan sesaat melaui eksperimen.

INDIKATOR                                       : setelah melakukan percobaan, mahasiswa                                                              diharapkan dapat :

1. Menentukan nilai kecepatan rata-rata melalui eksperimen.

2. Menentukan nilai kecepatan sesat  melalui eksperimen. 

TANGGAL PERCOBAAN                 :

TANGGAL MASUK LAPORAN AHIR        :

KAWAN KERJA                                :

NAMA ASISTEN                               :

PRAKTIKUM

PF-2

KECEPATAN RATA-RATA DAN KECEPATAN SESAAT

A.    JUDUL

Hubungan antara jarak, perpindahan dan waktu

B.    RUMUSAN MASALAH

1.     Bagaimana penentuan nilai kecepatan rata-rata melalui eksperimen ?

2.     Bagaimana penentuan nilai kecepatan sesaat melalui eksperimen ?

C.    TUJUAN

1.     Mahasiswa dapat menentukan nilai kecepatan rata-rata melalui eksperimen.

2.     Mahasiswa dapat menentuan nilai kecepatan sesaat melalui eksperimen.

D.    DASAR TEORI

Istilah ‘’laju’’ menyatakan seberapa jauh sebuah benda berjalan dalam suatu selang waktu tertentu. Secara umum, laju rata-rata sebuah benda didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh sepanjang lintasannya dibagi waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak tersebut :

Laju rata-rata =

            Istilah kecepatan dan laju sering dipertukarkan dalam bahasa sehari-hari. Tetapi dalam fisika kita membuat perbedaan diantara keduanya. Laju adalah sebuah bilangan positif, dengan satuan. Kecepatan, dipihak lain digunakan untuk menyatakan baik besar (nilai numerik) mengenai seberapa cepat sebuah benda bergerak maupun arah geraknya. (dengan demikian kecepatan adalah sebuah vector). Ada perbedaan kedua antara laju dan kecepatan : yaitu, kecepatan rata-rata didefinisikan dalam hubungannya dengan perpindahan, dan bukan dalam jarak total yang ditempuh:

            Istilah ‘’laju’’ menyatakan seberapa jauh sebuah benda berjalan dalam suatu selang waktu tertentu. Secara umum, laju rata-rata sebuah benda didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh sepanjang lintasannya dibagi waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak tersebut :

Laju rata-rata =

            Istilah kecepatan dan laju sering dipertukarkan dalam bahasa sehari-hari. Tetapi dalam fisika kita membuat perbedaan diantara keduanya. Laju adalah sebuah bilangan positif, dengan satuan. Kecepatan, dipihak lain digunakan untuk menyatakan baik besar (nilai numerik) mengenai seberapa cepat sebuah benda bergerak maupun arah geraknya. (dengan demikian kecepatan adalah sebuah vector). Ada perbedaan kedua antara laju dan kecepatan : yaitu, kecepatan rata-rata didefinisikan dalam hubungannya dengan perpindahan, dan bukan dalam jarak total yang ditempuh:

            Kecepatan rata-rata =

            Arah kecepatan selalu sama dengan arah perpindahan. Kecepatan suatu benda ada suatu saat atau pada suatu titik dilintasinya tersebut disebut kecepatan sesaat (v). atau kecepataan sesaat dapat didefinisikan pula sebagai kecepatan rata-rata pada limit ( ) yang menjadi sangat kecil, mendekati nol. Dengan demikian kecepatan sesaat dapat dituliskan sebagai berikut :

            V =

            Dalam hitungan analisa harga limit  , dengan mendekatinya pada harga nol. Ditulis  dan disebut turunan atau derivat x terhadap t. kecepatan sesaat adalah besaran vektor, arahnya sama dengan arah limit vektor perpindahan . Karena seharusnya positif, maka tanda v sama dengan tanda . Jadi kecepatan positif menunjukkan gerakkan kekanan sepanjang sumbu x.

            Untuk kecepatan sesaat kami gunakan symbol v, sementara untuk kecepatan rata-rata kami gunakan  , dengan garis diatas. Jika sebuah benda bergerak dengan kecepatan beraturan (yaitu konstan) selama selang waktu tertentu. Maka kecepatan sesaatnya pada tiap waktu sama dengan kecepatan rata-rata. Tetapi pada umumnya hal ini tidak terjadi. Sebagai contoh, sebuah mobil dari keadaan diam, melaju sampai 50 km/jam, berjalan dengan kecepatan tersebut untuk beberapa saat, kemudian melambat sampai 20 km/jam dalam kemacetan, dan ahirnya berhenti ditujuan setelah menempuh 15 km dalam 30 menit.

            Kecepatan didefinisikan sebagai perubahan posisi persatuan waktu. Dalam system MKS atau SI satuan kecepatan adalah meter/detik atau m/s. bergantung pada besarnya interval waktu yang dipakai untuk mendefinisikan kecepatan, kita mengenal kecepatan rata-rata dan kecepatan sesaat.

1.     Kelajuan rata-rata dan kecepatan rata-rata

a.      Kelajuan rata-rata

Istilah kelajuan menyatakan seberapa jauh sebuah benda bergerak dalam selang waktu tertentu,

b.     Kecepatan rata-rata

Untuk membahas gerak satu dimensi sebuah benda pada umumnya. Kecepatan rata-rata didefinisikan sebagai perpindahan dibagi waktu yang diperlukan.

Untuk membahas gerak satu dimensi sebuah benda pada umumnya, misalkan pada satu titik waktu, katakanlah t₁, benda berada pada sumbu x dititik x₁ pada system koordinat, dan beberapa waktu kemudian, pada waktu t₂, berada pada titik x₂. Waktu yang diperlukan adalah t₂-t₁, dan selama selang waktu ini perpindahan benda itu adalah  x₂-x₁. Dengan demikian, kecepatan rata-rata, yang didefinisikan sebagai perpindahan dibagi waktu yang diperlukan. Dimana v adalah kecepatan dan garis (-) diatas adalah simbol standar yang berarti ‘’rata-rata’’.

Perhatikan bahwa jika x₂ lebih kecil dari x₁ , benda bergerak kekiri, berarti  x₂-x₁ lebih kecil dari nol. Tanda perpindahan, dan berarti juga tanda kecepatan, menunjukkan arah : kecepatan rata-rata positif untuk benda yang bergerak kekanan sepanjang sumbu x dan negatif jika benda tersebut bergerak kekiri. Arah kecepatan selalu sama dengan arah perpindahan.

Referansi :-Douglas.C. Giancoli, 2001, fisika, edisi ke-5, Jakarta: Erlangga

                 -http://mirza.staff.umg.ac.id/fisdas/fisdasbook.i,pdf.

                 -university physics (terjemahan sri jatno wirjosoedirjo dan Drs.                    Soegeng). Edisi ke-7.

E.     Variabel

1.     Variabel bebas      : jarak (d)

2.     Variabel terikat    :waktu (t)

3.     Variabel control   :posisi awal kereta (x₀)

F.     Alat-alat yang diperlukan :

1.     Photogate timer dengan accessory photogate

2.     Valma ramp dengan accessory

3.     Balok pengganjal atau keeping aluminium

G.    Prosedur kerja :

1.     menyusun peralatan seperti pada gambar 2.1. membuat salah satu ujung dari valma ramp lebih tinggi dari yang lain,dan mengganjalnya dengan balok pengganjal ( tebal = 7-8 cm ).

2.     Memilih sebuah titik x₁ dekat dengan pusat valma ramp. Mengukur posisi titik x₁ ini dengan menggunakan skala metrik yang tertera pada valma ramp dan mencatat nilainya.

3.     Memilih titik start x₀ untuk kereta, dengan ujung tertinggi dari valma ramp. Memberi tanda dengan pensil titik ini sehingga kita dapat melepaskan kereta dari tempat yang sama

4.     Mencatat jarak antara kedua photogate sebagai D pada tabel 2.1

(Catatan : Untuk memperoleh posisi D yang tepat, meletakkan balok aluminium yang tersedia tepat pada skala yang diinginkan. Setelah itu, mengeser perlahan accessories photogate pada balok tersebut, menghentikan jika lampu photogate menyala untuk pertama kalinya. Hal ini menunjukan bahwa photogate dan accessoriesnya sudah berada pada D yang diinginkan ).

5.     Mengeser tombol saklar photogate timer ke posisi pulse.

6.     Menekan tombol reset.

7.     Menahan kereta supaya tetap berada pada posisi x₀ kemudian melepaskannya. Mencatat nilai t₁, yaitu waktu yang tampak pada layar setelah kereta melewati kedua photogate.

8.     Mengulangi langkah ke-6 dan ke-7 paling kurang 4 kali,dan mencatat sebagai t₂,t₃,t₄, dan t₅.

9.     Mengulangi langka ke-4 sampai ke-8 untuk nilai D yang dikurangi 6 cm (untuk 5 nilai D yang berbeda).

Tabel 2.1 Hasil Pengamatan

D ( cm )	t1	t2	t3	t4	t5	t6

DATA HASIL PENGAMATAN

PF-2

X₁ = 60 cm

X₀ = 25 cm

D (cm)	t1	t2	t3	t4
40 cm	0,8997	1,0674	0,9254	0,9186
34 cm	1,1218	1,0684	1,0525	1,0546
28 cm	1,2194	1,2124	1,2171	1,2126

PENGOLAHAN DATA

 PF-2

KECEPATAN RATA-RATA DAN KECEPATAN SESAAT

v   Menghitung kesalahan relatif (KR) pada jarak antara kedua photogate timer.

Ø  D₁             = 40 cm = 0.4 m

∆D₁     =  x 0,1 cm

                        = 0.05 cm

                        = 0.0005 m

            KR₁     =  x 100%

=  x 100%

= 0,125%

(4 AP)

( D₁ ± ∆D₁ ) = ( 4.000 ± 0.005 ) 10^-1 m

Ø  D₂        = 34 cm = 0.34 m

∆D₂     =  x 0,1 cm

                        = 0.05 cm

                        = 0.0005 m

KR₂     =  x 100%

=  x 100%

                        = 0,147%

(4 AP)

(D₂ ± ∆D₂) = (3.400 ± 0.005) 10^-1 m

Ø  D₃        = 28 cm = 0.28 m

∆D₃     =  x 0,1 cm

                        = 0.05 cm

                        = 0.0005 m

KR₃     =  x 100%

=  x 100%

                        = 0,178%

(4 AP)

(D₂ ± ∆D₂) = (2.800 ± 0.005) 10^-1 m

v   Menghitung nilai tavg

Ø Untuk D₁

t ( sekon )	t2 ( sekon )
0,9893 0,9933 0,9912	0,9787 0,9866 0,9824
2,9738 sekon	∑ t2 = 2,9477sekon
8,8434sekon

Tavg₁  =  =  s

∆tavg₁ =

            =

            =

            =

            = 0,03840 s

KR₁     =  x 100%

            =  x 100%

            = 4,03 %

( 3 AP)

             )= ( 9,54 ± 0,38 ) 10^-1 sekon

           

Ø Untuk D₂

t ( sekon )	t2 ( sekon )
1,1218 1,0684 1,0525 1,0546	1,2584 1,1414 1,1077 1,1121
4,2973 sekon	∑ t2 = 4,6196 sekon
18,4667 sekon

Tavg₂ =  

=  

=1,155 s

∆tavg₂ =

            =  

            =  

            =

            = 0,01561 s

KR₂     =  x 100%

            =  x 100 %

            = 1,35 %

(3 AP)

           (  ± ∆  ) = ( 1,55 ± 0,15 )10^-1 sekon

Ø Untuk D₃

t ( sekon )	t2 ( sekon )
1,2194 1,2124 1,2171 1,2126	1,4869 1,4699 1,4815 1,4705
4,8616 sekon	∑ t2 = 5,9088 sekon
23,6351 sekon

Tavg₂ =  

=  s

= 1,2154 s

∆tavg₂ =

            =  

            =  

            =

            = 0,001449 s

KR₃     =  x 100%

            =  x 100 %

            = 0,119 %

(4 AP)

           (  ± ∆  ) = ( 2,154 ± 0,014 )10^-1 sekon

v   Menghitung nilai vavg

Ø    Untuk D₁

D₁        = 40 cm = 0.4 m

Vavg₁  =  

            =  

            = 0,4201  m/s

∆vavg₁ =  +  x Vavg₁

            =  +  x 0,4201

            = 0,0172 m/s

KR₁     =  x 100%

            =  x 100%

            =4,09 %

            ( 3 AP)               

(vavg₁ ± ∆vavg₁) = (4,20 ± 0,17) 10^-1 m/s

Ø    Untuk D₂

D₂        = 34 cm = 0.34 m

Vavg₂  =  

            =  

            =  0,2943 m/s

∆vavg₂ =  +  x vavg₂

            =  +  x 0,2943 m/s

            = 0,0043 m/s

KR₂     =  x 100%

            =  x 100%

            = 1,46 %

( 3 AP)

(vavg₂ ± ∆vavg₂) = (2,94± 0,04 ) 10^-1 m

Ø    Untuk D₃

D₃        = 28 cm = 0.28 m

Vavg₃  =  

            =  

            =  0,2303 m/s

∆vavg₃ =  +  x vavg₃

            =  +  x 0,2303 m/s

            = 0,00066 m/s

KR₃     =  x 100%

            =  x 100%

            = 0,28 %

( 4 AP)

(vavg₂ ± ∆vavg₂) = (2,303± 0,006 ) 10^-1 m/s

v   Tabel hasil perhitungan

( D ± ∆D ) m	( tavg ± ∆tavg ) s	( vavg ± ∆vavg ) m
(4.000 ± 0.005) 10-1.m (3,400  10-1 .m (3,800 -1 .m	( 9,54 ± 0,38 ) 10-1 .s  (1,55 ± 0,15) 10-1  .s  (2,154 10-1   .s	(4,20 ± 0,17)10-1 m/s (2,94 ± 0,04)10-1 m/s (2,303 ± 0,006)10-1 m/s

v   Grafik hubungan antara tavg terhadap vavg.

( s )	( m/s )
0,9 1,1 1,2	4 3 2

v   Interpretasi grafik

Dari grafik diatas dapat diinterprestasika  bahwa hubungan antara(tavg) dengan (vavg) adalah berbanding terbalik.

v   Menghitung nilai kemiringan grafik

m =  =  = = 0,580036

 x 1 mm = 0,5 mm = 0,0005 m

 x 1 mm = 0,5 mm = 0,0005 m

 =

 

= 0,06094

 =    m = 0,06094 0,580036 = 0,0353

 =    =    = 6,08  % (2 AP)

v   Kesimpulan

Berdasarkan pengamatan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa kecepatan suatu benda selalu berbanding terbalik dengan waktu yang bekerja, dimana jika waktu yang diperlukan semakin sedikit maka kecepatan benda semakin tinggi dan sebaliknya.

v   Kemungkinan kesalahan

1.     Pemasangan alat yang kurang sempurna.

2.     Pengaruh gaya terhadap x₀ selalu tidak stabil.