Laporan Praktikum Fisika Titik Berat

A.    Pelaksanaan

Judul          : Titik Berat

Hari/tgl       : Rabu, 8 Mei 2013

Tujuan        : Untuk menentukan titik berat suatu benda

B.     Landasan Teori

Sebuah benda tegar berada dalam keadaan seimbang mekanis bila, relative terhadap suatu kerangka acuan inersial

            1. Percepatan linier pusat massanya nol.

2. Percepatan sudutnya mengelilingi sembarang sumbu tetap dalam kerangka acuan ini juga nol.

Persyaratan di atas tidak mengharuskan benda tersebut dalam keadaan diam, karena persyaratan pertama membolehkan benda bergerak dengan kecepatan pusat massanya konstan, sedangkan persyaratan kedua membolehkan benda berotasi dengan kecepatan sudut rotasi yang konstan juga.

            Bila benda benarbenar diam (relatif terhadap suatu kerangka acuan), yaitu ketika kecepatan linier pusat massanya dan kecepatan sudut rotasinya terhadap sembarang sumbu tetap, bernilai nol keduanya, maka benda tegar tersebut dikatakan berada dalam keseimbangan statik. Bila suatu benda tegar berada dalam keadaan seimbang statik, maka kedua persyaratan di atas untuk keseimbangan mekanik akan menjamin benda tetap dalam keadaan seimbang statik. Persyaratan pertama ekuivalen dengan persyaratan bahwa total gaya eksternal yang bekerja pada benda tegar sama dengan nol.

            Sedangkan persyaratan kedua ekuivalen dengan persyaratan bahwa total torka eksternal yang bekerja pada benda tegar sama dengan nol.Dalam kasus ini yang akan ditinjau hanyalah keseimbangan benda tegar di dalam pengaruh gaya eksternal yang konservatif. Karena gayanya adalah gaya konservatif, maka terdapat hubungan antara gaya yang bekerja dengan energi potensialnya,Keadaan seimbang terjadi ketika nilai Fx = 0, kondisi ini tidak lain adalah syarat titik ekstrem untuk fungsi energi potensial U(x). Andaikan saja titik seimbang ini kita pilih sebagai posisi x = 0. Fungsi energi potensial dapat diekspansikan.

            Bila a2 > 0 maka pergeseran kecil dari titik seimbang, memunculkan gaya yang mengarahkan kembali ke titik seimbang. Keseimbangan ini disebut keseimbangan stabil.
Bila a2 > 0 maka pergeseran sedikit dari titik seimbang, memunculkan gaya yang menjauhkan dari titik seimbangnya. Keseimbangan ini disebut keseimbangan labil. Bila a2 = 0 maka pergeseran sedikit dari titik seimbang tidak memunculkan gaya. Keseimbangan ini disebut keseimbangan netral.

Suatu benda tegar dapat mengalami gerak translasi (gerak lurus) dan gerak rotasi.Benda tegar akan melakukan gerak translasi apabila gaya yang diberikan pada bendatepat mengenai suatu titik yang disebut titik berat. Benda akan seimbang jika pasdiletakkan dititik beratnya.Titik berat merupakan titik dimana benda akan berada dalam keseimbangan rotasi(tidak mengalami rotasi). Pada saat benda tegar mengalami gerak translasi dan rotasisekaligus, maka pada saat itu titik berat akan bertindak sebagai sumbu rotasi dan lintasangerak dari titik berat ini menggambarkan lintasan gerak translasinya.Untuk benda yang berbentuk garis (satu dimensi), letak titik beratnya berada ditengah-tengah garis. Misalkan sebuah kawat dengan panjang6m, maka titik beratnya berada pada jarak 3m dari ujungnya.Letak atau posisi titik berat yaitu terletak pada perpotongan diagonal ruang untuk benda homogen berbentuk teratur,dan terletak pada perpotongan garis kedua garisvertikal untuk benda sembarang.

C.    ALAT DAN BAHAN

NO	ALAT/BAHAN	NO	ALAT/BAHAN
1	Dasar statif	8	Tali pada roda
2	Kaki Statif	9	Neraca empat lengan
3	Batang statif pendek	10	Karton lebar
4	Batang statif panjang	11	Gunting
5	Beban gantung	12	Pisau cutter
6	Balok pendukung	13	Kertas millimeter blo
7	Steker poros	14	Lem kertas

D.    PERSIAPAN EPRCOBAAN

a.       Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan

b.      Rangkailah dasar statif, kaki statif, batang statif pendek & panjang, balok pendukung, dan steker poros sesuai gambar 1

c.       Gunting karton menjadi bentuk tak beraturan, misalnya bentuk buah mangga. Buatlah 5 lubang pada tepi karton (bila ada gunakan perporator atau pelubang kertas) dan berilah symbol huruf A,B,C,D,E, sehingga diperoleh bentuk sesuai gambar 2

gambar 1

gambar 2

A.    LANGKAH LANGKAH KEGIATAN

a.       Lewat lubang A, gantungkan karton pada steker poros

b.      Ikatkan tali pada beban gantung, lalu dengan tali tersebut gantungkan beban pada steker poros. Atur posisi benang, karton dan permukaan balok pendukung, sehingga karton dan beban gantung menjadi tergantung bebas tampa gangguan

c.       Goyangkan (ke kiri atau ke kanan ) karton sampai saat diam posisinya tak berubah(bukti bahwa karton tergantung bebas

d.      Dengan menggunakan pensil, buatlah tanda titik (silang) di tepi bawah karton tepatnya di belakang benang, kemudian tuliskan huruf A` di samping titik tersebut

e.       Ulangi langkah 1 sampai 4, tetapi dengan menggunakan lubang B dan D untuk memperoleh titik (tanda silang) B` dan D`

f.       Ambil karton dari steker poros, lalu tariklah garis AA`,BB`,DD` . berilah symbol huruf Z pada titik potong antara garis AA`, BB`, DD` tersebut

g.      Dengan cutter, potong karton tepat pada garis AA`, kemudian tuliskan symbol (I) dan (II) pada masing masing irisan karton

h.      Dengan neraca 311 gram, timbang massa masing masing irisan karton dan catan hasilnya ke dalam table

i.        Lakukan kembali sesuai lagngkah 1 sampai dengan 6 terhadap irisan (I) dengan lubang gantung B dan C dan irisan (II) dengan lubang gantung D dan E untuk menemukan titik berat Z (irisan1) dan Z₂ (irisan 2)

j.        Tempelkan (gunakan lem) irisan (I) pada kertas grafik (kertas millimeter). Rapatkan iru\isan (II) di samping irisan (I) dan atur posisinya sehingga bentuknya sesuai keadaan semula(sebelum di iris). Selanjutnya ditempat tersebut tempelkan irisan (II) pada kertas grafik

k.      Tarik sumbu x dan y sesuai arah garis pada kertas millimeter dengan bantuan skala millimeter tersebut, tentukan absis dan ordinat untuk titik Z₁, Z₂, Z_0. catan nilai absis dan ordinat

B.     TABEL PENGAMATAN

MASA IRISAN 1	MASA IRISAN 2
16 gr	15,5 gr

TITIK BERAT	ABSIS	ORDINAT
Z1	16,5  cm	7 cm
Z2	9,5 cm	12,5 cm
Z0	12,5 cm	9,5 cm

Jarak Z₀ ke Z_{1  =} 4,5 cm

Jarak Z₀ ke Z₂ = 4,5 cm

C.    ANALISIS DATA

            Dari table diatas dapat dianalisis bahwa pada irisan I mempunyai 16 gr, sedangkan irisan ke II mempunyai 15,5 gr.lalu jarak dari Z₀ ke Z₁  ialah 4,5 cm sedangkan ajrak dari Jarak Z₀ ke Z₂ = 4,5 cm juga.

D.    PERTANYAAN

Mungkinkah titik berat suatu benda terletak di luar bendanya

Jawab  :           Mungkin Bisa terletak di dalam atau diluar bendanya tergantung pada homogenitas dan bentuknya.

E.     KESIMPULAN

            Benda luasan apapun baik yang beraturan maupun tidak beraturan , memiliki titik berat dan pusat massa. Hal tersebut tidak mungkin akan sama letaknya antara satu sama lain. Walaupun, benda yang diamati sama yakni benda beraturan namun tidak akan sama antara garis berat , misal : segitiga dan bujursangkar , tidak akan diperoleh letak yang sama walapun keduanya benda beraturan.

F.     CONTOH PENERAPAN DALAM KEHIDUPAN SEHARI HARI

a.       Jungkat jungkit

b.      Timbangan

c.       Pemikul barang

d.      Posisi atlet renang saat loncat indah

e.       Pada saat memukul bola kastil,dengan tongkat kasti, kemudian tubuh kita juga ikut bergerak