Friday, May 5, 2017
Abstrak
Apabila suatu peluru ditembakkan
dengan membentuk sudut sebesar qo terhadap
sumbu x maka lintasan peluru akan berbentuk parabola. Hal ini disebabkan karena
gerak peluru menurut sumbu y dipengaruhi oleh gaya gravitasi bumi sehingga pada
suatu saat kecepatan peluru menurut sumbu y adalah nol dan yang ada hanyalah
kecepatan menurut sumbu x. Pada gerak peluru dipengaruhi beberapa faktor, yaitu
: kecepatan awal ( Vo ), sudut yang dibentuk ( qo ), besarnya
percepatan dalam hal ini adalah percepatan gravitasi ( g ). Ketiga faktor ini
akan mempengaruhi kecepatan sesaat
peluru di udara, jarak terhadap sumbu x, dan tinggi yang akan dapat dicapai.
Daftar Isi
Abstrak ……………………………………………………………………. i
Daftar
isi …………………………………………………………………... ii
Daftar gambar ……………………………………………………………... iii
Daftar tabel ………………………………………………………………... iv
Bab I : Pendahuluan
I.1 Latar Belakang ……………………………………………….. 1
I.2 Tujuan Percobaan ……………………………………………. 1
I.3 Permasalahan …………………………………………………. 1
I.4 Sistematika laporan …………………………………………… 1
Bab II : Dasar Teori ………………………………………………………. 2
Bab III : Peralatan dan Cara Kerja
III.1 Peralatan …………………………………….………………. 5
III.2 Cara Kerja …………………………………………………… 5
Bab IV : Analisa Data dan Pembahasan
IV.1 Analisa Data …………………………………………………. 7
IV.2 Pembahasan ………………………………………………….. 19
Bab V : Kesimpulan …………………………………………………………
28
Daftar Pustaka …………………………………………………………..…… 30
Lampiran
Daftar Gambar
1.
Gambar 2.1. trayektori suatu peluru
…….………………………………..…4
2. Gambar 3.2.
rangkaian percobaan
…………………………………….……..5
Daftar
Tabel
1. Tabel 4.1.1 ………………………………………………….. ……………….7
2.
Tabel 4.1.2…………………………………….. ……………………………..7
3.
Tabel 4.1.3 …………………..………………………………………………. 8
4. Tabel 4.1.4
………………………………………….. ……………………….9
5. Tabel 4.1.5 ……………………………………………………………………10
6.
Tabel 4.1.6…………………………………………………………………. . .11
7.
Tabel 4.1.7 …………………..………………………………… …………….12
8.
Tabel 4.1.8 ………………………………………….. ……………………….13
9. Tabel 4.1.9 ……………………………………………………………………14
10. Tabel 4.1.10…………………………………….. …………………………….14
11. Tabel
4.1.11 …………………..………………………………… ……………14
12.
Tabel 4.1.12 ………………………………………….. ………………………15
13. Tabel 4.1.13 ………………………………………………… ………………..16
14. Tabel
4.1.14…………………………………………………………………….17
15. Tabel
4.1.15 …………………..………………………………………………..18
16. Tabel
4.1.16 ……………………………………………………………………19
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Pada
umumnya kita hanya mengenal gerak pada bidang lurus saja. Kita sering melupakan
lintasan – lintasan yang berbentuk lain ( misal : lintasan parabola ) yang sebenarnya sangat penting untuk kita
ketahui. Pada kehidupan sehari – hari
kita sering menjumpai gerak parabola, misalnya gerak peluru yang
ditembakkan dari senapan, batu yang dilemparkan dan sebagainya. Gerak semacam
itu disebut gerak peluru dan lintasan yang ditempuh peluru yang ditembakkan
oleh suatu alat penembak dinamakan trayektori.
Gerak
parabola ini terjadi karena dipengaruhi oleh beberapa faktor. Faktor – faktor inilah yang akan kita
pelajari dalam percobaan ini dan kita akan mempelajari hubungan antara faktor –
faktor yang mempengaruhi terhadap jarak yang akan ditempuh, tinggi yang akan
dicapai sehingga kita bisa mengaplikasikan gerak parabola ini dalam kehidupan
kita sehari-hari sehingga dapat bermanfaat bagi kehidupan kita.
I.2 Tujuan Percobaan
Tujuan
dilaksanakannya percobaan ini adalah untuk mempelajari gerak peluru suatu
benda.
I.3 Permasalahan
Permasalahan
yang akan kita hadapi dalam percobaan ini adalah:
1.
Bagaimana menentukan harga Vo dari
data-data yang telah kita peroleh.
2.
Bagaimana kita menentukan tinggi maksimum yang dapat
dicapai peluru.
3.
Bagaimana keadaan V dan q pada saat mengenai switch
stop.
I.4 Sistematika Laporan
Laporan ini tersusun atas beberapa bab dan
mencakup subbab – subbab yang lain, yaitu bab I adalah pendahuluan, yang
mencakup latar belakang, tujuan percobaan, permasalahan, dan sistematika
laporan. Lalu bab II adalah dasar teori, yaitu penjelasan tentang teori yang
menjadi dasar untuk melakukan percobaan. Kemudian bab III adalah peralatan dan
cara kerja, bab ini mencakup peralatan apa saja yang akan dipergunakan dalam
melakukan percobaan dan bagaimana melakukan percobaan ini.
Bab IV adalah analisa data dan
pembahasan dari data – data yang telah
diperoleh selama percobaan dilakukan. Dan yang terakhir adalah bab V yang berisi tentang kesimpulan yang dapat
diperoleh dari hasil serangkaian percobaan dan analisisnya.
BAB II
DASAR TEORI
Setiap
benda yang diberi kecepatan awal, lalu diteruskan untuk menempuh suatu lintasan
yang arahnya dipengaruhi oleh gaya gravitasi yang bekerja padanya dan juga
dipengaruhi oleh gesekan udara, disebut peluru ( proyektil ). Dan lintasan yang
dilalui oleh peluru itu disebut trayektori.
Gaya gravitasi terhadap peluru
arahnya ke pusat bumi dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dari pusat
bumi. Pertama, gerak kita proyeksikan pada sumbu – sumbu yang melekat pada
bumi. Karena sistemnya bukan suatu sistem yang lembam, tidaklah tepat betul
memberlakukan Hukum Newton kedua untuk menghubungkan gaya terhadap peluru itu
dengan percepatannya. Tetapi untuk trayektori yang jaraknya pendek,
ketidaktepatan itu sangat kecil. Efek gesekan udara pun diabaikan, sehingga
semua hasil perhitungan hanya berlaku untuk gerak dalam vakum di bumi yang
tidak berputar dan permukaannya datar.
Karena satu – satunya gaya yang
bekerja terhadap peluru dalam suatu kondisi yang diidealkan ini hanyalah
beratnya sendiri, yang besar dan arahnya dianggap konstan, maka geraknya
diproyeksikan saja pada sepasang sumbu koordinat tegak lurus. Sumbu yang
horisontal kita sebut sumbu x dan yang vertikal sumbu y, dan titik pangkal
peluru mulai meluncur bebas. Maka komponen x gaya terhadap peluru adalah nol
dan komponen y ialah
berat peluru itu sendiri, -mg. Jadi, berdasarkan hukum Newtin kedua :
 |
 |
||
Artinya, komponen horisontal percepatannya adalah nol dan komponen vertikalnya mengarah ke bawah dan sama seperti arah gerak benda jatuh bebas. Komponen ke depan kecepatan tidak “membantu” peluru selama terbangnya. Karena percepatan nol berarti kecepatannya konstan, maka geraknya dapat dianggap sebagai kombinasi gerak horisontal yang kecepatannya konstan dengan gerak vertikal yang percepatannya konstan.
 |
Vy V V = Vx 
Vx 
Y
a = -g
Voy Vo 
qo
Vox
q = -qo
X
V
Gambar 1: Trayektori sebuah peluru dengan kecepatan awal Vo
dan sudut elevasi qo
Sekarang
perihal kecepatan peluru, sumbu x dan sumbu y dilukiskan dengan titik pangkal
koordinatnya pada titik di mana peluru itu mulai terbang bebas. Pada titik ini
kita tetapkan t = 0. Kecepatan pada titik awal dilukiskan oleh vektor Vo,
yang dinamakan kecepatan awal, atau kecepatan laras jika peluru itu ditembakkan
dari senapan. Sudut qo adalah
sudut elevasi ( angle of departure ). Kecepatn awal diuraikan menjadi komponen
horisontal Vox yang besarnya Vo Cos qo, dan
komponen vertikal Voy yang besarnya Vo Sin qo.
Karena
komponen kecepatan horisontal konstan, maka pada tiap saat t kita dapatkan :
Vx = Vox = Vo
Cos qo
Percepatan vertikal ialah –g, sehingga komponen kecepatan vertikal pada
saat t ialah :
Vy =
Voy – gt = Vo
Sin qo – gt
Komponen – komponen ini dapat
dijumlahkan secara vektor untuk menentukan kecepatan resultan V. Besarnya ialah
:
dan sudut q yang dibentuk terhadap
horisontal ialah :
Vektor
kecepatan V tangen pada trayektori, sehingga arahnya sama dengan arah
trayektori.
Koordinat
peluru pada sembarang saat lalu dapat ditentukan berdasarkan gerak dan kecepatan konstan serta percepatan
konstan. Koordinat sumbu x ialah :
X = Vox t
= Vo Cos qo t
dan
koordinat sumbu y ialah :
Y
= Voy t – ½ gt2 = Vo
Sin qo t – ½ gt2
Pada saat mencapai puncak (tinggi
maksimum), maka kecepatan menurut sumbu y adalah nol, maka :
Vy = Vo Sin qo –gt
0 =
Vo Sin qo – gt
gt =
Vo Sin qo
Nilai t
diperoleh dari persamaan di atas dan dapat disubstitusikan pada persamaan X dan
Y sehingga diperoleh persamaan :
X = Vo Cos qo t
= Vo Cos qo * 
X =
Jarak horisontal maksimal yang dapat ditempuh peluru.
Y = Vo
Sin qo – ½ g t2
= Vo Sin qo * – ½ g 
– ½ g 
Y = Jarak vertikal maksimum yang dapat ditempuh
peluru
Bukti dari
suatu trayektori suatu gerak peluru berbentuk parabola dapat dilihat dari
mensubstitusi persamaan X = Vo Cos qo ke
persamaan Y = Vo Sin qo – ½ gt2, maka :
Y = Vo
Sin qo *
– ½ g 
– ½ g
=
Tan qo X – 
Bentuk ini
sesuai dengan persamaan Y = BX – AX2, dimana persamaan ini adalah
persamaan parabola yang terbuka ke bawah ( karena koefisien dari X2 bernilai negatif ).
BAB III
PERALATAN DAN CARA KERJA
III.1
Peralatan
Peralatan yang akan dipergunakan
dalam melakukan percobaan ini antara lain
1.
Kontak stop switch.
2.
Digital stop clock.
3.
Ballistik missile.
4.
Bola logam.
5.
Kabel penghubung dua pasang.
III.2 Cara
Kerja
Dalam melakukan percobaan ini
diperlukan langkah – langkah sebagai
berikut :
1.
Merangkai peralatan seperti gambar 2.
a |
 |
 |
 |
 |
|||
 |
|||
b c Gambar 2 : Peralatan Percobaan
Keterangan gambar :
a.
Stop clock
b.
Swicth on/off
c.
Ballistik missile
2.
Mengatur sudut elevasi tembakan peluru sesuai dengan
arahan asisten.
3.
Menembakkan peluru dengan cara menarik pelatuk tembak.
4.
Mencatat waktu yang diperlukan oleh peluru setelah
ditembakkan dengan sudut elevasi yang berbeda dan kecepatan yang berbeda.
5.
Mengulangi percobaan di atas sebanyak lima kali dan
mencatat waktu dan jaraknya.
BAB IV
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
IV.1 Analisa Data
|
sudut
|
t
ukur(s)
|
T
|
S
(cm)
|
Vo (cm/s)
|
(Vo-V)
|
(Vo-V)2
|
|
60
|
0,36
|
2,16
|
34,5
|
31,9
|
-8,17
|
66,75
|
|
|
0,36
|
2,16
|
40
|
37,04
|
-3,03
|
9,18
|
|
|
0,29
|
1,74
|
40,5
|
46,55
|
6,48
|
41,99
|
|
|
0,30
|
1,8
|
39
|
43,33
|
3,26
|
10,63
|
|
|
0,30
|
1,8
|
39
|
43,33
|
3,26
|
10,63
|
|
|
0,32
|
1,92
|
39
|
40,63
|
0,56
|
0,31
|
|
|
|
t = 1,93
|
S = 38,67
|
Vo = 40,07
|
|
S(Vo-V)2 = 139,49
|
|
30
|
0,28
|
1,68
|
42
|
50
|
-0,28
|
0,08
|
|
|
0,31
|
1,86
|
47
|
50,54
|
0,26
|
0.07
|
|
|
0,30
|
1,80
|
46
|
51,11
|
0,83
|
0,69
|
|
|
0,30
|
1,80
|
46
|
51,11
|
0,83
|
0,69
|
|
|
0,31
|
1,86
|
47,5
|
51,08
|
0,28
|
0,08
|
|
|
0,30
|
1,80
|
43
|
46,24
|
-4,04
|
16,32
|
|
|
|
t = 1,8
|
S = 45,25
|
Vo = 50,28
|
|
S(Vo-V)2 = 17,83
|
|
45
|
0,33
|
1,98
|
49
|
49,49
|
-1,49
|
2,22
|
|
|
0,34
|
2,04
|
51,2
|
50,20
|
-0,78
|
0,61
|
|
|
0,34
|
2,04
|
51,5
|
50,49
|
-0,49
|
0,24
|
|
|
0,34
|
2,04
|
51,5
|
50,49
|
-0,49
|
0,24
|
|
|
0,32
|
1,92
|
50,5
|
52,60
|
1,62
|
2,62
|
|
|
0,32
|
1,92
|
50,7
|
52,81
|
1,83
|
3,35
|
|
|
|
t = 1,99
|
S = 50,73
|
Vo = 50,98
|
|
S(Vo-V)2 = 9,28
|
|
60
|
0,41
|
2,46
|
76
|
61,79
|
3,55
|
12,60
|
|
|
0,40
|
2,40
|
76
|
63,33
|
5,09
|
25,91
|
|
|
0,57
|
3,42
|
76,5
|
44,74
|
-13,5
|
182,25
|
|
|
0,47
|
2,82
|
77
|
54,61
|
-3,63
|
13,18
|
|
|
0,36
|
2,16
|
77
|
71,30
|
13,06
|
170,56
|
|
|
0,42
|
2,52
|
77
|
61,11
|
2,87
|
8,24
|
|
|
|
t = 2,63
|
S = 76,58
|
Vo = 58,24
|
|
S(Vo-V)2 = 412,74
|
|
30
|
0,26
|
1,56
|
83
|
106,41
|
-9,29
|
86,3
|
|
|
0,22
|
1,32
|
86
|
130,30
|
14,6
|
213,16
|
|
|
0,21
|
1,26
|
82,5
|
130,95
|
15,25
|
232,56
|
|
|
0,20
|
1,20
|
76
|
126,67
|
10,97
|
120,34
|
|
|
0,27
|
1,62
|
85
|
104,94
|
-10,76
|
115,78
|
|
|
0,26
|
1,56
|
80,4
|
103,08
|
-12,62
|
159,26
|
|
|
|
t = 1,42
|
S = 82,15
|
Vo = 115,70
|
|
S(Vo-V)2 = 927,4
|
|
45
|
0,28
|
1,68
|
87
|
103,57
|
28,02
|
785,12
|
|
|
0,32
|
1,92
|
86
|
89,58
|
14,03
|
196,84
|
|
|
0,43
|
2,58
|
82
|
63,57
|
-11,98
|
143,52
|
|
|
0,40
|
2,40
|
76
|
63,33
|
-12,22
|
149,33
|
|
|
0,39
|
2,34
|
85
|
72,65
|
-2,9
|
8,41
|
|
|
0,37
|
2,22
|
80,4
|
72,43
|
-3,12
|
9,73
|
|
|
|
t = 2,19
|
S = 82,73
|
Vo = 75,55
|
|
S(Vo-V)2 = 1292,95
|
Tabel 1 : Perhitungan Ralat
*Ralat
Mutlak 
*Ralat
Nisbi 
*Keseksamaan
Tabel 1
Ralat Mutlak ( 139,49 )½
D =
–––––––––––––
( 30 )½
= 2,15.
Ralat Nisbi 2,15
I
= ––––––––– * 100 %
40,07
= 5,36 %.
Keseksamaan K = 100 % - 5,36 %
= 94,64 %.
Tabel 2
Ralat Mutlak ( 17,83 )½
D =
–––––––––––––
( 30 )½
= 0,76.
Ralat Nisbi 0,76
I
= ––––––––– * 100 %
50,28
= 1,51 %.
Keseksamaan K = 100 % - 1,51 %
= 98,49 %.
Tabel 3
Ralat Mutlak ( 9,18 )½
D =
–––––––––––––
( 30 )½
= 0,55.
Ralat Nisbi 0,55
I
= ––––––––– * 100 %
50,98
= 1 %.
Keseksamaan K = 100 % - 1 %
= 99 %.
Tabel 4
Ralat Mutlak ( 412,74 )½
D =
–––––––––––––
( 30 )½
= 3,69.
Ralat Nisbi 3,69
I
= ––––––––– * 100 %
58,24
= 6,34 %.
Keseksamaan K = 100 % - 6,34 %
= 93,66 %.
Tabel 5
Ralat
Mutlak ( 927,4
)½
D =
–––––––––––––
( 30 )½
= 5,54.
Ralat Nisbi 5,54
I
= ––––––––– * 100 %
115,70
= 4,79 %.
Keseksamaan K = 100 % - 4,79 %
= 95,21 %.
Tabel 6
Ralat Mutlak ( 1292,95 )½
D =
–––––––––––––
( 30 )½
= 6,54.
Ralat Nisbi
6,54
I
= ––––––––– * 100 %
75,55
= 8,66 %.
Keseksamaan K = 100 % - 8,66 %
= 91,34 %.
IV.2 Pembahasan
Dari data yang telah diperoleh dalam
percobaan maka dapat ditentukan harga kacepatan awal (Vo) dari
setiap percobaan. Formula yang digunakan untuk mendapatkan harga Vo
adalah :
Dari data hasil percobaan maka didapat harga Vo sebagai berikut :
|
Perc
|
Sudut (qo)
|
t
|
S ( cm )
|
Vo ( cm / s )
|
I |
60
|
1,93
|
38,67
|
40,07
|
|
30
|
1,8
|
45,25
|
50,28
|
|
|
45
|
1,99
|
50,73
|
50,93
|
|
II |
60
|
2,63
|
76,58
|
58,24
|
|
30
|
1,42
|
82,15
|
115,70
|
|
|
45
|
2,19
|
82,73
|
75,55
|
Tabel 2 Harga Vo
Dari
data yang telah diperoleh maka dapat kami tentukan kecepatan peluru (V) pada
saat mengenai switch stop dan juga arah dari peluru pada saat itu (q). Adapun formula yang digunakan
adalah :
1.
Menentukan harga V
Vx
= Vox = Vo Cos qo
Vy = Voy
– gt = Vo Sin qo – gt
2.
Menentukan harga q
, 
|
Perc
|
Sudut (qo)
|
t
|
S ( cm )
|
Vo
|
Vx
|
Vy
|
V
|
q
|
|
I
|
60
|
1,93
|
38,67
|
40,07
|
20,035
|
15,79
|
25,51
|
38,24
|
|
30
|
1,8
|
45,25
|
50,28
|
43,54
|
7,5
|
44,18
|
9,77
|
|
|
45
|
1,99
|
50,73
|
50,98
|
36,05
|
16,55
|
39,67
|
24,66
|
|
|
II
|
60
|
2,63
|
76,58
|
58,24
|
29,12
|
24,66
|
38,16
|
40,26
|
|
30
|
1,42
|
82,15
|
115,70
|
100,2
|
86,28
|
132,22
|
40,73
|
|
|
45
|
2,19
|
82,73
|
75,55
|
53,42
|
31,96
|
62,25
|
30,89
|
|
|
|
||||||||
Tabel 3 : Harga V dan q
Untuk
menentukan harga tinggi maksimum digunakan formula :
Vy = Vo sin q - g . tmak ,
dimana untuk tinggi maksimum Vy = 0 ,sehingga
Vo sin q
tmak =
––––––––––– , dan dari harga tmak
yang sudah diketahui ,maka
g
Ymak = Vo sin q tmak - ½ . g . tmak²
|
Perc
|
Sudut (q)
|
Vo
|
tmak
|
Ymak
|
|
I
|
60
|
40,07
|
3,54
|
61,44
|
|
30
|
50,28
|
2,57
|
32,25
|
|
|
45
|
50,98
|
3,68
|
66,30
|
|
|
II
|
60
|
58,24
|
5,15
|
129,79
|
|
30
|
115,70
|
5,9
|
170,75
|
|
|
45
|
75,55
|
5,45
|
145,61
|
Tabel 4 : Harga
tinggi maksimum.
BAB
V
KESIMPULAN
Dari serangkaian percobaan yang
telah dilakukan, maka dapat ditarik beberapa kesimpulan :
1.
Peluru yang ditembakkan dengan sudut elevasi 45o,
menempuh jarak horisontal terjauh
2.
Dari data yang telah kita peroleh dalam percobaan,
kami mendapatkan harga kecepatan awal ( Vo ) tiap – tiap percobaan, yaitu :
·
Percobaan I :
« Sudut 60° adalah 40,07 cm / s.
« Sudut 30° adalah 59,28 cm / s.
« Sudut 45° adalah 50,98 cm / s.
·
Percobaan II :
« Sudut 60° adalah 58,24 cm / s.
« Sudut 30° adalah 115,7 cm / s.
« Sudut 45° adalah 75,55 cm / s.
3.
Dari data yang sama pula kami juga memperoleh harga
kecepatan ( V ) dan arah ( q ) peluru
pada saat menyentuh switch stop dari tiap – tiap percobaan, yaitu :
·
Percobaan I :
« Sudut 60° . V = 25,51 cm / s dengan sudut 38,24°.
« Sudut 30° . V = 44,18 cm / s dengan sudut 9,77°.
« Sudut 45° . V = 39,67 cm / s dengan sudut 24,66°.
·
Percobaan II :
« Sudut 60° . V = 38,16 cm / s dengan sudut 40,26°.
« Sudut 30° . V = 132,22 cm / s dengan sudut 40,73°.
« Sudut 45° . V = 62,25 cm / s dengan sudut 30,89°.
4.
Dan juga untuk harga tinggi maksimum (Y) yang dapat
ditempuh peluru dari tiap – tiap
percobaan, yaitu :
·
Percobaan I :
« Sudut 60° . Ymak =
61,44 cm.
« Sudut 30° . Ymak =
32,25 cm.
« Sudut 45° . Ymak = 66,30 cm.
·
Percobaan II :
« Sudut 60° . Ymak = 129,79 cm.
« Sudut 30° . Ymak = 170,75 cm.
« Sudut 45° . Ymak = 145,61 cm.
5.
Dari harga-harga yang telah kami peroleh baik itu
harga kecepatan awal, kecepatan sesaat, arah dan juga tinggi maksimum terdapat
perbedaan. Hal ini terjadi karena banyaknya pembulatan – pembulatan dan mungkin telah terjadi salah perhitungan
dalam melakukan percobaan.
DAFTAR PUSTAKA
1. Buku Petunjuk Praktikum Fisika
dasar FMIPA – ITS.
2. Sears & Zemansky. 1992.
Fisika Universitas 1 (Terjemahan), Jakarta : Penerbit Binacipta.
3. Dosen-dosen Fisika. 1997. Diktat
Fisika 2, Surabaya : Penerbit ITS.
Subscribe to:
Post Comments (Atom)
0 comments:
Post a Comment
SIlahkan berkomentar, mari berdiskusi. Untuk bantuan atau permintaan bisa email kami. Semoga bermanfaat :)