Atwood - Pendahuluan

1

I.

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Ada tiga jenis hukum yang disebutkan oleh Sir Isaac Newton dalam teorinya. Hukum pertama adalah kecenderungan benda untuk tetap mempertahankan posisinya yang diam (hokum kelembaman). Hukum kedua adalah besarnya gaya yang dilakukan sebuah benda adalah massa dari benda tersebut dikalikan dengan percepatan

yang dialaminya. Sedangkan hokum ketiga

adalah ketika sebuah benda diberikan gaya aksi maka benda tersebut akan mengembalikan gaya tersebut berupa gaya reaksi yang nilainya sama besar. Pesawat Atwood merupakan alat eksperimen yang sering digunakan untuk mengamati hukum mekanika pada suatu gerak yang dipercepat secara beraturan, pesawat atwood tersusun atas 2 benda yang terhubung dengan seutas kawat/tali. Bila kedua benda tersebut memiliki massa yang sama, maka keduanya akan diam. Tapi bila salah satu lebih besar, maka kedua benda akan bergerak ke arah benda yang memiliki massa lebih besar dengan percepatan tertentu. Dan besarnya gaya yang menyebabkan system bergerak adalah perbedaan massa dari kedua benda dikalikan dengan gravitasi. Dan percepatan yang dialami system adalah resultan gaya yang terjadi dibagi dengan jumlah kedua benda tersebut. Arah percepatan yang dialami system selalu sama dengan arah resultan gayanya. Dan besarnya percepatan selalu berbanding lurus dengan gaya yang bekerja. Bila gaya konstan, maka percepatan pun akan konstan. Tetapi bila gaya yang bekerja berubah-ubah besarnya, maka percepatan pun akan dapat berubah-ubah.

2

B. Tujuan Praktikum Adapun tujuan dari praktikum ini adalah sebagai berikut: 1. Memahami makna gerak translasi secara teori dan praktek. 2. Mampu menyelesaikan soal-soal gerak lurus menggunakan hukum newton. 3. Menguji model grafik yang paling tepat dengan metode statika.

3

II.

TINJAUAN PUSTAKA

A. Pengertian Pesawat Atwood Pesawat atwood adalah alat yang digunakan untuk menjelaskan hubungan antara tegangan, energi pontensial dan energi kinetik dengan menggunakan 2 pemberat (massa berbeda) yang dihubungkan dengan tali pada sebuah katrol. Benda yang lebih berat diletakan lebih tinggi posisinya dibanding yang lebih ringan. Jadi benda yang berat akan turun karena gravitasi dan menarik benda yang lebih ringan karena ada tali dan katrol (Ray, 2013). B. Hukum I Newton Galileo melakukan pengamatan mengenai benda-benda jatuh bebas. Ia menyimpulkan dari pengamatan-pengamatan yang telah dia lakukan bahwa benda-benda berat jatuh dengan cara yang sama dengan benda-benda ringan. Tiga puluh tahun kemudian, Robert Boyle, dalam sederetan eksperimen yang dimungkinkan oleh pompa vakum barunya, menunjukan bahwa pengamatan ini tepat benar untuk benda-benda jatuh tanpa adanya hambatan dari gesekan udara. Galileo mengetahui bahwa ada pengaruh hambatan udara pada gerak jatuh. Tetapi, pernyataannya walaupun mengabaikan hambatan udara, masih cukup sesuai dengan hasil pengukuran dan pengamatannya dibandingkan dengan yang dipercayai orang pada saat itu (tetapi tidak diuji dengan eksperimen) yaitu kesimpulan Aristoteles yang menyatakan bahwa,” Benda yang beratnya sepuluh kali benda lain akan sampai ke tanah sepersepuluh waktu dari waktu

4

benda yang lebih ringan”. Pada tahun 1678 Sir Isaac Newton menyatakan hukum pertamanya tentang gerak, yang sekarang kita kenal sebagai Hukum I Newton yang menyatakan bahwa “Sebuah benda akan berada dalam keadaan diam atau bergerak lurus beraturan apabila resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol”. Konsep Gaya dan Massa yang dijelaskan oleh Hukum Newton yaitu Hukum I Newton mengungkap tentang sifat benda yang cenderung mempertahankan keadaannya atau dengan kata lain sifat kemalasan benda untuk mengubah keadaannya. Sifat ini kita sebut sebagai kelembaman atau inersia. Oleh karena itu, Hukum I Newton disebut juga Hukum Kelembaman (Karami, 2008).

C. Hukum II Newton “Setiap benda yang dikenai gaya maka akan mengalami percepatanyang besarnya berbanding lurus dengan besarnya gaya dan berbanding tebalik dengan besarnya massa benda.” ∑F = m.a.............................................(2.1) Keterangan : a = percepatan benda (m/s2) m = massa benda (kg) F = Gaya (N) Kesimpulan dari persamaan di atas adalah yaitu arah dari percepatan yang dialami oleh benda adalah sama dengan arah gaya yang bekerja pada benda tersebut. Besarnya percepatan juga sebanding dengan gayanya. Jadi bila gaya konstan, maka percepatan yang timbul juga akan konstan. Bila pada benda bekerja gaya, maka benda juga akan mengalami percepatan, sebaliknya bila kenyataan dari pengamatan benda mengalami percepatan maka tentu akan ada gaya yang menyebabkannya. Dan apabila gaya yang bekerja pada benda besarnya berubah-ubah maka percepatan yang dialami benda pun akan turut berubah-ubah ( Yuniarti, 2012). D. Hukum III Newton

5

Pada Hukum III Newton menyatakan bahwa “Apabila benda pertama mengerjakan gaya pada benda kedua (disebut aksi) maka benda kedua akan mengerjakan gaya pada benda pertama sama besar dan berlawanan arah dengan gaya pada benda pertama (reaksi). ”Secara matematis pernyataan ini dapat dinyatakan / ditulis dengan persamaan yang dapat dikatakan sebagai rumus pasti yaitu : Faksi = Freaksi...........................................(2.2) Keterangan : Feaksi = gaya yang diberikan Freaksi = gaya yang dikembalikan Suatu pasangan gaya disebut aksi-reaksi apabila memenuhi syarat berikut : 1. 2. 3. 4. 5.

Sama besar Berlawanan arah Bekerja pada satu garis kerja gaya yang sama Tidak saling meniadakan Bekerja pada benda yang berbeda

E. Gerak translasi Gerak lurus adalah gerak suatu obyek yang lintasannya berupa garis lurus. Dapat pula jenis gerak ini disebut sebagai suatu translasi beraturan. Pada rentang waktu tertentu yang sama terjadi perpindahan yang besarnya sama. Gerak lurus dapat dikelompokkan menjadi gerak lurus beraturan dan gerak lurus berubah beraturan yang dibedakan dengan ada dan tidaknya percepatan (Sufyan, 2013). Adapun macam macam gerak lurus : 1. Gerak Lurus Beraturan (GLB) Gerak lurus beraturan (GLB) adalah gerak lurus dari suatu obyek, dimana dalam gerak ini kecepatannya tetap atau tanpa percepatan, sehingga jarak yang ditempuh dalam gerak lurus beraturan ini adalah kelajuan dikalikan dengan waktu.

6

s = v.t................................................(2.3) Keterangan : s = jarak tempuh (m) v = kecepatan (m/s) t = waktu (s) 2. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak lurus suatu obyek, di mana kecepatannya berubah terhadap waktu akibat adanya percepatan yang tetap. Akibat adanya percepatan rumus jarak yang ditempuh tidak lagi linier melainkan kuadratik. Dengan kata lain benda yang melakukan gerak dari keadaan diam atau mulai dengan kecepatan awal akan berubah kecepatannya karena ada percepatan (a= +) atau perlambatan (a= −). Pada umumnya GLBB didasari oleh Hukum Newton II GLBB dibagi menjadi 2 macam : a. GLBB dipercepat Gerak Lurus Berubah Beraturan dipercepat adalah Gerak Lurus Berubah Beraturan yang kecepatannya makin lama makin cepat, contoh GLBB dipercepat adalah gerak buah dari pohonnya. b. GLBB diperlambat Gerak Lurus Berubah Beraturan diperlambat adalah Gerak Lurus Berubah Beraturan yang kecepatannya makin lama makin kecil (lambat). Contoh GLBB diperlambat adalah gerak benda dilempar keatas. 3. Gerak Rotasi Gerak melingkar atau gerak rotasi merupakan gerak melingkar suatu benda pada porosnya pada suatu lintasan melingkar. Bila sebuah benda mengalami gerak rotasi melalui porosnya, ternyata pada gerak ini akan berlaku persamaan gerak yang ekivalen dengan persamaan gerak linier. Momen inersia merupakan representasi dari tingkat kelembaman benda yang bergerak rotasi. Semakin besar momen inersia suatu benda, semakin malas dia berputar dari keadaan diam, dan semakin malas pula ia untuk

7

mengubah kecepatan sudutnya ketika sedang berputar. Sebagai contoh, dalam ukuran yang sama sebuah silinder yang terbuat dari sebuah besi memiliki momen inersia yang lebih besar daripada silinder kayu. Hal ini bisa diperkirakan karena terasa lebih berat lagi bagi kita untuk memutar silinder besi dibandingkan dengan memutar silinder kayu. Momen inersia pada gerak rotasi bisa dianalogikan dengan massa pada gerak translasi. Sedangkan gaya pada gerak translasi dapat dianalogikan dengan momen gaya pada gerak translasi. Jika gaya menyebabkan timbulnya percepatan pada gerak translasi maka momen gaya itulah yang menyebabkan timbulnya percepatan sudut pada gerak rotasi. Saat kita memutar sebuah roda atau membuka daun pintu, saat itu kita sedang memberikan momen gaya pada benda-benda tersebut (Ghozian, 2008).

8

III.

METODELOGI PRAKTIKUM

A. Alat dan bahan Adapun alat-alat maupun bahan yang dipakai dalam praktikum ini : 1. Pesawat Atwood 2. Neraca dan anak timbangannya 3. Stopwatch 4. Penggaris 5. Buku jurnal 6. Kertas millimeter blok 7. Kalkulator

B. Prosedur Praktikum Cara kerja pesawat atwood adalah sebagai berikut : 1. Beban M1 dan M2 dipasangkan pada ujung-ujung tali yang ada pada katrol. 2. M2 dipasang pada genggaman G 3. Lalu beban tambahan m dipasang pada M1 4. Saat M2 dilepaskan dari genggaman G maka M1 dan M akan bergerak ke bawah sedangkan M2 akan bergerak keatas. 5. Pada saat M2 melewati penahan di A, beban tambahan m tersangkut sehingga system menjadi seimbang (resultan gaya menjadi 0) sehingga percepatan menjadi nol, dan gerak dari A ke B adalah gerak lurus beraturan (GLB), dengan kecepatan awal tertentu. Jika hal ini tidak terjadi maka perbaikilah letak penahan beban tambahan A. DAFTAR PUSTAKA

Ray, 2013. Laporan Praktikum Fisika Dasar Pesawat Atwood.http://

9

kdkray.blogspot.com/2013/07/laporan-praktikum-fisika-dasarpesawat.html. Karami, 2008. Pesawat Atwood. http://geofact.blogspot.com/2008/ 11/pesawat-atwood-e-1. Yuniarti, 2012. Hukum Newton I, II dan III tentang gerak dan penerapan. http:// yuniartifisika.blogspot.co.id/2012/12/hukum-newton-i-ii-iii-tentanggerak-dan_3982.html. Sufyan, 2013. Pengaplikasian Vektor Dalam Kehidupan Sehari-hari. http:// unipa2013.blogspot.com/2013/09/aplikasi-vektor-dalam-kehidupansehari. Ghozian, 2008. Pesawat Atwood. http://geofact.blogspot.com/2008/11/ pesawat-atwood-e-1.