AhmadDahlan.Net – Fluida merupakan bentuk zat yang dapat mengalir, contohnya seperti air, atau gas. Fluida sendiri memiliki 3 jenis aliran yang berbeda, yaitu aliran laminer, aliran turbulen, dan aliran transient. Untuk menentukan jenis aliran pada fluida, kita dapat menggunakan Bilangan Reynolds. Adapun pembahasan lebih lanjut mengenai Bilangan Reynolds adalah sebagai berikut.
A. Pengertian
Bilangan Reynolds merupakan rasio antara gaya inersia terhadap viskositas fluida yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi jenis aliran pada fluida. Bilangan Reynolds diusulkan oleh Osborne Reynolds (1842 – 1912) pada tahun 1883.
Osborne Reynolds
Bilangan Reynolds dapat dihitung menggunakan rumus :
Re = \frac{ρ. υ.d}{μ}
atau
Re = \frac{ υ.d}{ν}
dimana, Re = bilangan Reynolds ρ = massa jenis fluida (kg/m3) υ = kecepatan aliran fluida (m/s) d = diameter pipa (m) μ = viskositas fluida (kg/m.s) ν = viskositas kinematik fluida (ν = μ/ρ)
Apabila diperoleh bilangan Reynolds kurang dari 2100 maka fluida memiliki jenis aliran laminer. Apabila diperoleh bilangan Reynolds lebih besar dari 4000 maka fluida memiliki jenis aliran turbulen. Tetapi, apabila diperoleh bilangan Reynolds diantara 2100 sampai 4000 maka fluida memiliki jenis aliran transient.
B. Contoh Soal Bilangan Reynolds
Diketahui air dengan aliran laminer, mengalir melalui sebuah pipa dengan diameter 20 mm. Apabila diketahui viskositas air adalah 0,001 kg/m.s, maka berapakah kecepatan aliran air yang melalui pipa tersebut?
Penyelesaian
Diketahui : d = 20 mm = 0,02 m ρ = 1000 kg/m3 (massa jenis air) μ = 0,001 kg/m.s Re = 2000 (jenis aliran laminer)
Ditanyakan : υ = ? (kecepatan aliran air)
Penyelesaian : Re = (ρ.υ.d)/(μ) 2000 = (1000 kg/m3.υ.0,02 m) / (0,001 kg/m.s) (2000)(0,001 kg/m.s) = (1000 kg/m3)(υ)(0,02 m) υ = (2000)(0,001 kg/m.s) / (1000 kg/m3)(0,02 m) υ = (2 kg/m.s) / (20 kg/m2) υ = 0,1 m/s
Jadi, kecepatan aliran air yang melalui pipa tersebut adalah 0,1 m/s
AhmadDahlan.NET – Tahukah anda apa yang dimaksud dengan Daya? Daya merupakan besaran fisika yang sangat dekat dengan kehidupan sehari-hari. PLN sendiri membatasi penggunaan energi listrik maksimal di rumah menggunakan satuan Watt yang tidka lain adalah satuan dari daya. Berikut pembahasan lebih lanjut beserta contoh soal mengenai Daya.
A. Pengertian Daya
Daya secara sederhana diartikan sebagai besar usaha per satuan waktu. Satuan Internasional (SI) untuk daya adalah J/s (Joule/Sekon) atau watt (W). Selain itu, Daya juga biasa dinyatakan dalam Tenagah Kuda atau hp (horse power), dimana :
1 hp = 746 Watt
Daya dapat dihitung menggunakan persamaan:
P = \frac{W}{t}
dimana,
P : daya (Watt) W : usaha (J) t : waktu (s)
B. Rumus Turunan Daya
Sebelumnya, Daya dapat dihitung menggunakan persamaan :
P = \frac{W}{t}
W pada persamaan diatas merupakan usaha. Usaha dapat dihitung menggunakan persamaan :
W = F.s
Sehingga, persamaan Daya (1) dapat dituliskan sebagai berikut :
P = \frac{F.s}{t}
Dari persamaan diatas, terdapat rumus kecepatan, dimana :
v = \frac{s}{t}
sehingga, persamaan Daya (2) dapat dituliskan sebagai berikut :
P = F.v
Dari beberapa penjelasan diatas, terdapat 2 rumus turunan dari Daya, yaitu:
Contoh Soal Daya
Randi menarik sebuah gerobak sayur dengan usaha sebesar 6000 j untuk menempuh jarak 2 km dalam waktu 15 menit. Hitunglah :
Besar gaya yang dilakukan Randi
Besar daya yang dilakukan Randi
Penyelesaian
Diketahui : W = 6000 J s = 2 km = 2000 m t = 15 menit = 900 s
Ditanyakan : 1. F = ? 2. P = ?
Penyelesaian :
Mencari besar gaya menggunakan rumus usaha W = F.s 6000 J = F . 2000 m F = 6000 J / 2000 m F = 3 N
Mencari besar daya P = W / t P = 6000 J / 900 s P = 6,66 J/s P = 6,66 Watt
AhmadDahlan.NET – Rumus energi kinetik secara sederhana dapat di tentukan melalui hubungan antara massa dan kecepatan benda dengan persamaan matematis Ek = ½ mv2. Konsep ini memberikan penjelasan mengenai total energi yang dimiliki oleh sebuah benda bermassa m pada saat bergerak dengn kecepatan sesaat v.
A. Defenisi Energi Kinetik
Energi kinetik dimiliki oleh sebuah benda bermassa (m) yang begerak dengan kecepatan (v) tertentu. Pada saat sebuah benda dengan massa m diberi gaya F. Maka benda akan mengalami perubahan kecepatan. Jika gaya yang diberikan kemudian dilepas benda akan akan bergerak dengan kecepatan konstan (v).
Benda yang bergerak dengan kecepatan v memiliki energi dalam bentuk energi kinetik. Dengan demikian energi ini bergantung dari kecepatan dan massa benda. Implikasi dari konsep ini adalah benda akan membutuhkan energi yang besar jika ingin bergerak lebih cepat.
1. Rumus Energi Kinetik
Rumus energi kinetik sebuah benda di nyatakan dalam massa dan kecepatan. Dengan rumus energi kinetik sebagai berikut :
E_k=\frac{1}{2}mv^2
Dimana
Ek : energi kinetik (Joule) m : massa benda (kg) v : kecepatan sesaat (m/s)
Contoh Soal Energi Kinetik
Sebuah benda 2 kg diam di atas sebuah permukaan licin diberi gaya sebesar 10 N ke arah horisontal, sejauh 5 meter. Tentukan :
a. Energi Kinetik Benda pada saat Gaya dilepas b. Kecepatan benda pada saat t c. lama waktu gaya diberikan
diketahui
m = 2 kg s = 5 m F = 10 N
Solusi
a. Energi Kinetik
Proses memberikan gaya kepada sebuah benda sejauh s meter disebut sebagai usaha (w). Dalam kasus ini Usaha inilah yang berubah menjadi energi kinetik benda yang bergerak dengan demikian besar Ek adalah
E_k=W
E_k=Fs
E_k = (10)(5)=50 \ J
b. Kecepatan benda
E_k=\frac{1}{2}mv^2
50=\frac{1}{2}(2)(v^2)
v^2=50
v=\sqrt{50}=5\sqrt{2} \ m/s
c. Lama Gaya yang diberikan
Karena benda dari keadaan diam maka digunakan persamaan II GLBB yakni
v_t=v_0+at
di mana percepatan (a) di ambil dari hukum Newton II yakni F = ma
a=\frac{10}{2}=5\ m/s^2
maka lama pemberian gaya adalah:
5\sqrt{2} =0+(5)(t)
t=\sqrt{2} =1.414213562 \ s
2. Penurunan Rumus Energi Kinetik
Mari kita misalkan sebauh benda bermassa m dalam keadaan diam di atas meja licin diberi gaya F sejauh s. Pada gaya diberikan, benda mulai bergerak dipercepat sampai s, gaya kemudian dilepas. Pada posisi ini benda akan bergerak dengan kecepatan konstan seperti ilustrasi di bawah ini.
Dari video di atas terlihat bahwa usaha W berubah menjadi energi kinetik dengan demikian
W = F.s
s adalah jarak tempuh benda selama di beri gaya F. Dalam posisi ini benda bergerak di percepat dengan demikian
v_t^2=v_0^2+2as
karena benda bergerak dengan kecepatan awal diam maka
v_t^2=0+2as
maka s adalah
s=\frac{v_t^2}{2a}
Selanjutnya aspek gaya yang di berikan akan membuat benda bergerak di percepat
F = ma
maka masukkan bersama F.s ke dalam W
W = F.s
W= (ma).(\frac{v_t^2}{2a})
W = \frac{1}{2}mv_t^2
W ini lah yang berubah menjadi energi kineti sehinga Ek = W dengan demikian
AhmadDahlan.NET – Pada saat kita naik motor atau mobil, kadang kita bisa mengetahui kecepatan kendaraan melalui speedometer. Biasanya kecepatan dinyatakan dalam km/jam, misalnya saja 60 km/jam. Lantas apa yang arti yang ditunjukkan 60 km/jam?
Defenisi Kecepatan
Kecepatan* secara sederhana dapat diartikan sebagai sebarapa jauh benda berpindah dalam selang waktu tertentu. Ilustrasinya terlihat pada Video pendek mobil di bawah ini !
Jika mobil berpindah 10 meter dalam 1 sekon maka dapat disimpulkan kecepatan adalah 10 meter per sekon atau 10 m/s. Jika jarak sepuluh meter ini ditempuh dalam lebih lama misalnya 2 sekon maka kecepan mobil adapay 10 meter per 2 sekon atau 5 meter setiap sekonnya atau 5 m/s.
Dengan demikian rumus kecepatan dapat ditulis
\vec v = \frac{\vec s}{t}
dimana
v : kecepatan (m/s) s : perpindahan(m) t : waktu (s)
Jarak dan Perpindahan
Jarak tempuh adalah total jarak yang dilewati oleh sebuah benda sedangkan perpindahan adalah total perubahan posisi dari benda sehingga yang ditinjai hanya posisi awal dan dan posis akhirnya saja. Jarak tempuh yang dibagi dengan rentang waktu disebut sebagai kelajuan sedangkan Perpindahan dibagi dengan rentang waktu disebut kecepatan.
Agar lebih paham berikut ini ilustrasi. Misalkan ada seorang anak berjalan ke arah timur sejauh 3 m lalu ke arah utara 4 meter seperti yang dilustrasikan gambar di bawah ini!
Pada kasus di atas jarak tempuh dari orang tersebut adalah 3 m + 4 m = 7 m. sedangkan perpindahan (s) bisa didapatkan dengan menggunakan rumus Phytagoras karena perpidahannya membentuk sudut 90o.
\vec s = \sqrt{3^2+4^2}=\sqrt{25} = 5
dengan demikian perpindahan 5 m.
Hal ini berdampak pada kelajuan dan kecepatan dari satu kejadian ini berbeda. Misalkan orang tersebut menempuh jarka tersebut selama 2 detik maka, kelajuan :
v= \frac{jarak \ tempuh}{t}=\frac{7}{2} =3,5
Hal ini menunjukkan kelajuan orang tersebuta dalah 3,5 m/s. Kelajuan adalah besaran skalar sehingga tidak perlu memperhatikan arah, sedangkan kecepatan adalah :
\vec v=\frac{perpindahan}{t}=\frac{5}{2}=2,5
dari isini terlihat jika kecepatan orang tersebut adalah 2,5 m/s. Dalam kecepatan adalah besaran vektor dimana butuh dinyatakan dengan arahnya. Dalam kasus di atas, arah dari kecepatannya adalah
AhmadDahlan.NET – Pendulum atau yang lebih dikenal nama bandul adalah salah satu instrumen yang memiliki banyak peran penting dalam pembelajaran fisika. Mulai dari menunjukkan gerak harmonis sederhana sampai instrumen yang paling mudah digunakan untuk menentukan percepatan grafitasi pada suatu tempat.
A. Pengertian Pendulum
Pendulum secara sederhana dapat diartikan sebagai sebuah beban yang yang tergantung pada seutas tali. Pada konsdisi massa tali yang sangat kecil dibandingkan dengan massa beban gantung, maka pendulum akan melakukan gerak hamornis sederhana ketika diberikan simpangan yang kecil.
Ketika simpangan dilepas, beban akan mulai berayun dengan gerakan bolak-balik seperti pada gambar di bawah ini
Bandul akan bergerak seperti ilustrasi pada periode yang tetap atau disebut sebagai Gerak Harmonik Sederhana (GHS). Lama waktu yang dibutuhkan bandul untuk bergerak sampai akhirnya kembali ke posisi semula disebut sebagai 1 Periode (T).
Rumus Periode Bandul ini adalah
T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}
jika
T = \frac{1}{f}
Maka rumus frekuensi bandul adalah
f=\frac{1}{2\pi}\sqrt{\frac{g}{l}}
Dimana
T : Periode (s) f : frekuensi (Hz) g : percepatan grafitasi (m/s2) l : panjang tali (m)
Contoh Soal Bandul
Sebuah Bandul bermassa 250 gram digantungkan pada tali sepanjang 1 meter. Jika satu getaran penuh bandul menghabis waktu selama 2 detik, maka berapakan percepatan grafitasi di tempat tersebut?
AhmadDahlan.NET – Selamat datang di materi Fisika SMA. Pada materi kali ini kita akan membahas mengenai besaran, satuan dan dimensi
A. Besaran dan Satuan
Dalam fisika, besaran dapat diartikan sebagai objek atau sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dalam nilai dan satuan. Satuan adalah adalah unsur pembanding yang digunakan dalam proses pengukuran. Misalnya :
Panjang Meja adalah 5 Meter
Dalam kasus ini kita dapat 3 informasi fisis yakni
Besaran : Panjang
Nilai : 5
Satuan : Meter
Dalam kehidupan sehari-hari mungkin saja kita pernah beberapa satuan yang nilai tidak tetap, seperti jengkal, langkah dan sejenisnya. Ketika kita meminta seseorang mengukur panjang sebuah bangku dan tidak ada mistar, maka biasanya panjang meja akan diukur dengan jengkal.
Jengkal dalam kasus ini adalah besaran tidak baku karena setiap orang memiliki panjang jengkal yang berbeda-beda. Agar tidak terjadi pertentangan maka disepakati untuk membuat standar satuan yang disepakati oleh banyak orang dan disebut sebagai Satuan Internasional atau SI.
Kesepakatan tersebut terjadi pada kongres para fisikawan di Paris dan menghasilkan beberapa hasil seperti membagi dua jenis besaran yakni Besaran Pokok dan Besaran Turunan beserta masing-masing standar satuan masing-masing besaran.
1. Besaran Pokok
Besaran pokok adalah besaran yang nilai dan satuan telah ditentukan lebih awal dalam bentuk kesepatakan. Besaran ini terdiri dari 7 jenis dan nilanya berdiri sendiri atau tidak diturunkan dari besaran lain kecuali Jumlah Partikel dan Kuat Arus yang diturunkna dari defenisi besaran lain.
No
Besaran
Simbol Besaran
Satuan
Simbol Satuan
1
Panjang
l
Meter
m
2
Massa
m
Kilogram
Kg
3
Waktu
t
Sekon
s
4
Suhu
T
Kelvin
K
5
Jumlah Zat
n
Mol
mol
6
Kuat Arus
I
Ampere
A
7
Intensitas Cahaya
Il
Candela
Cd
Catatan
Selain besaran pokok juga terdapat besaran tambahan yang memiliki nilai dna satuan namun hasil perhitunganya tidak mempengaruhi besaran lain. Besaran tambahan tersebut adalah :
No
Besaran
Simbol Besaran
Satuan
Simbol Satuan
1
Sudut Bidang
θ
Radian
Rad
2
Sudut Ruang
φ
Steradian
Sr
2. Besaran Turunan
Besaran turunan adalah besaran yang didapatkan dari penurunan besaran pokok atau besaran turunan lainnya. Mudahnya hasil operasi perkalian dan pembagian yang melibatkan dua besaran akan selalu menghasilkan besaran turunan.
Misalkan Besaran Panjang dan Besaran Lebar yang dikalikan satu sama lain akan menghasilkan besaran turunan yang disebut sebagai Luas.
A = (p)(l)
p : panjang (m) l : lebar (m) A : luas (m2)
Berikut ini adalah beberapa daftar besaran turunan dan satuannya.
No
Besaran
Simbol Besaran
Satuan
Simbol Satuan
1
Volume
V
Kubik
m3
2
Massa Jenis
ρ
–
kg/m3
3
Kecepatan
v
–
m/s
4
Percepatan
a
–
m/s2
5
Momentum
P
–
kg m/s
6
Gaya
F
Newton
N
7
Energi
W
Joule
J
8
Tekanan
P
Pascal
Pa
Selain dari 8 tersebut, masih terdapat banyak lagi besaran pokok yang meskipun memiliki satuan yang sama namun biasanya berasal dari konsep yang berbeda.
B. Dimensi
Dimensi adalah analisis faktor penyusun besaran berdasarkan standar dari besaran pokok. Analisis Dimensi didasari simbol dari masing-masinhg besaran pokok dalam satuan Internasional. Adapun masing-masing dimenis dari besaran pokok sebagai berikut :
No
Besaran
Dimensi
1
Panjang
[L]
2
Massa
[M]
3
Waktu
[T]
4
Suhu
[θ]
5
Jumlah Zat
[N]
6
Kuat Arus
[I]
7
Intensitas Cahaya
[J]
Penulisan dimensi selalu diletakkan dalam kurung sikut. Besaran tambahan tidak memiliki dimensi sedangkan penulisan dimensi besaran turunan dilakukan berdasarkan analisis dimensi besaran pokok.
Misalan besaran Gaya yang didapat dari persamaan :
F = ma
Dimensi dari m adalah [M] dan a adalah [L][T]-2maka dimensinya adalah
[M][L][T]^{-2}
Karena dimensi [M] memiliki satuan kg, [L] dalam m, dan [T] dalam sekon, maka satuan gaya berdasarkan analisis ini adalah :
kg \ ms^{-2}
Rangkuman
Besaran adalah aspek fisika yang memiliki nilai dan satuan
Satuan adalah pembanding yang digunakan dalam mengukur
Dimensi adalah analisis besaran berdasarkan standar besaran pokok
AhmadDahlan.NET – Besaran dan Satuan adalah subjek Pelajaran fisika yang masuk dalam KD 3.2 Materi Fisika : Menerapkan prinsip-prinsip pengukuran besaran fisis, ketepatan, ketelitian dan angka penting, serta notasi ilmiah.
A. Pilihan Ganda
1. Alat yang tepat digunakan untuk mengukur diamater sebuah pipa yang berukuran ± 30 mm adalah … A. Micrometer B. Jangka Sorong C. Mistar D. Meteran E. Tachometer
Aspek Kognitif : C1 Ingatan
2. Di bawah ini besaran yang termasuk dalam kategori besaran turunan adalah … A. Panjang, Luas, Volume B. Kecepatan, Percepatan, Sudut C. Jumlah Mol, Volume, Daya D. Kuat Arus, Daya, Tegangan E. Gaya, Daya, Tekanan
Aspek Kognitif : C2 Megkategorikan
3. Perhatikan Tabel berikut ini !
NO
Besaran
Satuan
1
Massa
Ton
2
Daya
Newton
3
Kuat Arus
Watt
4
Energi
Tenaga Kuda
Pasangan yang menunjukkan besaran dengan satuan yang tepat adalah … A. 1 dan 2 B. 1 dan 3 C. 1 dan 4 D. 2 dan 3 E. 3 dan 4
Aspek Kognitif : C2 Mengasosiasikan
4. Perhatikan pernyataan berikut ini !
Jarak dari rumah ke sekolah adalah 15 menit
Berat rambutan adalah 2 kilogram
Jarak Bintang Alfa Centaury adalah 5 tahun cahaya
Mobil direm dengan perlambatan 5 m/s2
penggunaan besaran dan satuan yang tepat adalah … A. 1 dan 2 B. 1 dan 3 C. 1 dan 4 D. 2 dan 3 E. 3 dan 4
Aspek Kognitif : C2 Mencontohkan
5. Jika diketahui 1 dm3 = 1 Liter maka 1000 cm3 adalah … A. 1000 mL B. 1000 cL C. 1000 dL D. 1000 L E. 1000 daL
Aspek Kognitif : C3 Mengkalkulasikan
6. Kecepatan sesaat sebuah mobil pada saat spedometernya menunjukkan angka 72 km/h jika dinyatakan dalam satuan MKS adalah … A. 10 m/s B. 20 m/s C. 36 m/s D. 40 m/s E. 72 m/s
Aspek Kognitif : C3 Menghitung
7. Seorang anak sedang deman dan hanya menemukan termometer badan dengan skala Fahrenheit di rumahnya. Jika hasil pengukuran termoter tersebut adalah 98,6 oF maka suhu anak tersebut dalam deraja celcius adalah … A. 34 oC B. 35 oC C. 36 oC D. 37 oC E. 38 oC
Aspek Kognitif : C3. Menghitung
8. Hasil Pengukuran sebuah lempeng baja berbentuk bersegi dengan sebuah mistar adalah 1,5 cm dan 1,22 cm. Penulisan Luas Lempeng tersebut adalah … A. 2,0 cm2 B. 1,83 cm2 B. 1,80 cm2 C. 1,8 cm2 D. 1,0 cm2
Aspek Kognitif : C3 Menerapkan
9. Dimensi dari Percepatan adalah … A. LT2 B. LT C. LT-1 D. LT-2 E. LT-3
Aspek Kognitif : C3 Mengeporasikan
10. Besaran yang dimensinya ML-1T-2 adalah … A. Tekanan B. Gaya C. Energi D. Kerja E. Momentum
Aspek Kognitif : C2 merincikan
11. Hasil pengukuran dari sebuah balok loga menggunakan jangka sorong ditunjukkan pada bagan di bawah ini!
Panjang balok tersebut adalah … A. 3,90 cm B. 3,19 cm C. 3,14 cm D. 3,04 cm E. 3,00 cm
Aspek Kognitif : C3 Menentukan
12. Kelompok besaran yang merupakan besaran Vektor adalah … A. Gaya, Usaha dan Daya B. Perpindahan, Kelajuan dan Kecepatan C. Percepatan, Kecepatan dan Daya, D. Kecepatan, Momentum, dan Massa E. Berat, Percepatan, dan Gaya
Aspek Kognitif : C2 Mengelompokkan
13. Perhatikan tabel berikut ini !
No
Besaran
Satuan
1
Panjang
Meter
2
Berat
Kilogram
3
Gaya
Dyne
4
Tegangan Listrik
Ampere
5
Daya Listri
Watt
Pasangan besaran yang satuannya sesuai ditunjukkan oleh nomor … A. 1, 2 dan 3 B. 1, 3 dan 4 C. 1, 2 dan 5 D. 2,3 dan 5 E. 3,4 dan 5
Aspek Kognitif : C1 Mengidentifikasi
14. Seorang peserta didik sedang mengukur sebuah lpangan berbentuk persegi panjang. Panjang lapangan tersebut adalah 8,48 m dengan lebar 7,3 m. Berdasarkan perhitungan angka penting, luas lapangan tersebut adalah … A. 31,56 m B. 31,5 m C. 31,6 m D. 31 m E. 32 m
Aspek Kognitif : C3 Mengkalkulasikan
15. Perhatikan Bagan Gaya yang bekerja pada sebuah benda yang ada di atas meja di bawah ini!
Resultan gaya pada gambar di atas adalah… A. -90N B. -10N C. 10 N D. 50 N E. 90 N
Aspek Kognitif : C3 Mengkalkulasikan
Kunci Jawaban
B
E
C
E
A
B
D
C
D
A
B
E
C
D
C
Petunjuk Jawaban Soal Hitungan
6. 72 km/h = 20 m/s
72 \frac{km}{jam} x \frac{1 jam}{3600 s} x \frac{1000 m}{1 km} = 20 m/s
7. 98,6 oF = 37 oC
x^oC= (98,6 -32)\frac{5}{9}=37
8. 1,8 cm2
1,5 cm x 1,22 cm = 1,83 cm2 , namun karena perkalian berasal dari bilangan dengan 2 Angka Penting paling sedikit maka hasil perkalian dituliskan 1,8 cm2.
10. B. 3,19 cm
PF = SU + (NST) x (Garis Himpit) PF = 3,10 cm + 0,01 cm x 9 = 3,10 cm + 0,09 = 3,19 cm
Ahmad Dahlan. Latar belakang adalah bagian pendahuluan dari sebuah percobaan yang akan dilaksanakan. Latar belakang berisi landasan mengapa sebuah penelitian dilaksanakan. Landasan berisis sesuatu yang berkaitan dengan urgensitas atau tujuan percobaan dan bagaimana cara menguji solusi yang diberikan secara sederhana.
Pada latar belakang dijelaskan mengenai variabel percobaan. Variabel disusun secara ekspilisit dan dijabarkan secara jelas. Seluruh bavariable dalam penelitian dimasukkan dan dijelaskan dengan menggunakan pendapat ahli atau hasil percobaan yang dilakukan oleh orang lain. Dalam latar belakang bisa berasal dari sebuah buku, jurnal, situs online, surat kabar dan juga pendapat ahli yang disampaikan secara resmi dalam sebah forum ilmiah.
Sebuah variabel percobaan sebaiknya tidak di dukung oleh satu orang ahli saja. Hal ini bertujuan untuk menghindari subjektifitas dari pendapat yang digunakan. Gabungan dari dua atau lebih pendapat akan mengurangi subjektifitas dari pendapat yang digunakan.
Jika latar belakang menggunakan gambar, Gambar diletakkan dengan aturan rata tengah dan ukuran 4 cm x 4 cm. Gambar diberi keterangan sesuai dengan tujuan penggunaan gambar dan ditulis sumber gambar berasal. Gambar tidak boleh berisi konten yang tidak wajar seperti pornografi, sara dan bertentangan denga kemanusiaan serta dapat menimbulkan keresahan masyarakat.
Setiap sumber yang digunakan dalam latar belakang ditulis dengan jelas nama dan tahun tulisan diterbitkan. Format penulisan yang digunakan dalam laporan percobaan ini mengikuti format penulisan APA. Sumber ditulis lengkap pada bagian daftar pustaka dan tidak diperkenankan menggunakan catatan kaki.
Format Penulisan Laporan
Format penulisan laporan dilakukan dalam menggunakan kertas ukuran A4 dengan margin 4 cm pada bagian atas dan sisi kiri dan 3 cm untuk bagian sisi kana dan bagian bawah laporan. Lapora diketik dengan menggunakan font: (1) Times New Roman atau (2) Calibri . Spasi yang digunakan adalah 1.5 dan diberi nomor halaman pada pojok kanan bawah.
B. Hipotesis Penelitian
Hipotesis adalah dugaan yang berlaku sebagai jawaban sementara dari percobaan. Hipotesis dalam percobaan eksperimen menghubungkan antara variabel terikat dan variabel bebas
C. Rumusan Masalah
Rumusan masalah berkaitan dengan variabel percobaan. Pada rumusan masalah disusun dalam bentuk kalimat tanya yang berkaitan dengan variabel. Adapun susunan dari rumusan masalah adalah
Apakah yang dimaksud dengan variabel bebas?
Apakah yang dimaksud dengan variabel terikat?
Bagaimanakah hubungan antara variabel terikat terhadap variabel bebas?
D. Identifikasi Variabel Percobaan
Variebel percobaan adalah besaran fisika yang ingin diketahui perannya dalam sebuah percobaan. Pada identifikasi variabel percobaan, variabel tidak hanya dikategorikan dalam tiga bentuk yakni variabel kontrol, variabel bebas dan variabel terikat namun juga dituliskan penjelasan lengkap mengenai variabel pada percobaan yang dilakukan. Variebl percobaan disusun dalam bentuk poin-poin.
E. Alat Dan Bahan
Alat dan bahan berisi seluruh alat dan bahan yang digunakan dalam percobaan.
Spesifikasi dari alat dan bahan yang digunakan ditulis lengkap baik satuan fisis maupun jumlahnya.
F. Prosedur Percobaan
Prosedur percobaan berisi petunjuk dan langkah-langkah percobaan yang disusun secara runut
Percobaan dengan menggunakan prinsip pengukuran fisika sebaiknya dilakuakn pengambilan data berganda
Berhati-hati dengan percobaan yang berpotensi menghasilkan bahaya seperti bahaya zat kimia dan listrik. Mintalah petunjuk dari guru dan bacalah prosedur keselamatan kerja lab sebelum menggunakan laboratorium.
G. Tabel Pengamatan
Tabel pengematan diberi nomor table dan berisi segala informasi mengenai percobaan. Variabel bebas dan variabel terikat dituliskan dalam bentuk table dan variabel control ditulisakna sebagai catatan. Tabel berisis nama besaran fisika disertai dengan satuan.
H. Grafik.
Grafik percobaan yang digunakan disusun dengan menggunakan bantuan software Excel. Grafik ini menunjukkan hubungan anatar variabel terikat terhadap variabel bebas. Grafik yang digunakan juga dianalisis dengan menggunaan persamaan garis linier pada percobaan yang menghasilkan data linier dan juga derajat kepercayaan percobaan.
I. Analisis Data
Analisis data dilakukan dengan mepertimbangan dua hal yakni benar secara statistik dan juga benar menurut konsep fisika. Dala percobaan fisika, analisis data harus dilengkapi dengan kesalahan relatife perhitungan karena keterbtasan alat ukur atau dari pesebaran data yang diambil.
J. Pembahasan
Pembahasan dilakukan untuk mejawab semua rumusan masalah yang telah disusn diawal percobaan. Jawaban tidak hanya berasal dari teori tetapi juga didukung oleh data hasil percobaan yang telah dilakukan di dalam laboratorium. Dalam pengambilan data tentu saja terjadi kesalahan pengukuran karena keterbatasan alat ukur sehingga hasil yang didapatkan terkadang tida sesuai dengan teori. Kesalahan ini juga dijelaskan dalam pembahasan sehingga tidak membuat kerancauan antara data teori dan data empirik.
K. Kesimpulan
Kesimpulan berisi jawaban dari rumusan masalah. Berdasarkan rumusan masalah maka kesmpulan dibuat dalam bentuk poin-poin.
Sebuah termometer adalah sebuah alat sederhana yang digunakan untuk mengukur suatu zat. Cara mengukur suhu suatru zat dengan cara mencelupkan bagian dari tabung yang berisi dengan cairan pada daerah panas yang berbentuk fluida. Suhu panas yang mengenai tabung akan membuat cairan pada dasar pipa kapiler memuai. Prinsip dari pemuaian ini selanjutnya dijadikan sebagai indikator dari pertambahan suhu.
Dalam mengukur suatu besaran termasuk suhu, dibutuhkan satuan internasional yang disepakati dan digunakan di seluruh dunia. Pada besaran suhu satuan Internasional yang digunakan adalah Kelvin dan Rankine, kedua suhu ini dikembangkan dari satuan Celcius dan juga Fahrenheit, namun masih ada satu sataun dari suhu yang saat ini mulai ditinggalkan yakni Reamur.
Sebuah termometer sederhana dibuat dengan cara mengukur suhu antara suhu air mencair sampai dengan suhu air menguap. Kedua titik tersebut dijadikan sebagai titik acuan dalam beberapa thermometer seperti thermometer celcius, reamur, dan Fahrenheit. Pada proses pembuatan skala pada thermometer celcius, sebuah batas bawah dari termometer diambil titik 0°C pada saat es melebur dan batas diambil 100°C pada saat air mendidih. Suhu ini selanjutnya dijadikan sebagai satuan internasional untuk besaran suhu. Reamur menyusun sebuah skala termometer yang dikenal dengan skala reamur.
Serupa dengan termometer celcius, Reamur mengambil titik es mencair sebagai 0°R namun titik pada saat air mendidih diambil angka 80°R. Skala reamur banyak digunakan dieropa terutama perancis dan jerman, tapi kemudian digantikan dengan skala celcius. Fahrenheit memiliki pandangan yang berbeda mengenai suhu dimana es mencair dan air mendidih. Suhu pada saat es mencair diambil titik 32°F dan suhu air mendidih diambil titik 212°F. Skala ini kemudian digunakan secara luas untuk satuan british.
C. Rumusan Masalah
Bagaimanakah prinsip kerja dari sebuah termometer sederhana?
Bagaimanakah cara membuat skala pada termometer sederhana?
Bagaimanakah pengaruh suhu terhadap pertambahan panjang zat cair di dalam tabung?
D. Tujuan Percobaan
Untuk mengetahui prinsip kerja dari sebuah teromometer sederhana
Untuk mengetahui cara membuat skala pada termometer sederhana
Untuk mengetahui pengaruh suhu terhadap pertambahan panjang zat cair di dalam tabung
E. Variabel Percobaan
Variabel Kontrol :
Satuan Pertambahan Panjang : Satuan pertambahan panjang adalah besar kenaikan panjang tabung terhadap perubahan suhu, Besaran di jaga kosntan dengan cara membuat pipa kapiler sangat kecil
Variabel Bebas :
Suhu : Suhu dalam percobaan adalah suhu air yang diubah dengan dengan cara memanaskan air dengan menggunakan Bunshen Burner
Variabel Terikat :
Panjang Alkohol : Panjang Alkohol adalah pertambahan panjang panjang alkohol pada pipa kapiler di dalam alkohol.
F. Alat dan Bahan
Air Murni
Es Batu
Kaki Tiga
Bunshen
Termometer tanpa Skala
Keroke Api
Penggaris
Gelas Kimia atau wadah tahan panas yang setara
G. Prosedur Percobaan
Menyiapkan sebuah wadah yang berisi air dan es dengan jumlah seimbang kemudian diletakkan diatas kaki tiga.
Mengukur suhu es mencair sebagai batas bawah dari termometer yakni setara dengan 0°C
Mengaatai pertambahan panjang dari batas bawah sampai dengan batas atas yakni suhu air mendidih pada suhu 100°C
Mencatat hasil yang sudah diamati pada tabel pengamatan
H. Tabel data hasil pengamatan
Tabel Hubungan antara suhu terhadap panjang cairan
No
Suhu
Panjang
1
0°C
13 mm
2
100°C
23 mm
I. Grafik Percobaan
Berdasarkan grafik diatas dapat ditarik kesimpulan bahwa gradien dari grafik menunjukkan jarak antara skala yakni 0.01 mm/°C atau setara dengan 0.1 cm/°C. Dair grafik juga didapatkan derajat kepercayaan yakni sebesar 100 persen. Hal ini didapatkan dari data yang dianalisis hanya terdiri dari dua data sehingga sebaran simpangan data tidak dapat di hitung.
J. Analisis Data
x = \frac{T_{didih}-T_{lebur}}{Batas\ atas - Batas \ bawah}
X = Satuan Suhu per satuan Panjang ( °C/cm). Berdasarkan persamaan di atas maka didaptkan nila X = 0.1 cm/°C. Hasil analisis data ini sesuai dengan hasil analais Grafik. dengan tingkat kepercayaan sebesar 100%.
Kesalahan Relatif didapatkan dengan menggunakan KR = 1- R, sehingga didapatkan kesalahan relatif 0. Hal ini disebabkan karena kurang data percobaan sehingga sebaran variansi data tidak dapat ditunjukkan secara statistik.
K. Pembahasan
Sebuah termometer bekerja berdasarkan prinsip pemuaian dari sebuah zat cair. Sebuah zat cair yang dimasukkan ke dalam pipa kapiler akan mengalami pemuaian, jika pipa kapiler dibuat sangat kecil, sehingga pemuaian 3 dimensi dari cairan dapat diasumsikan sebagai pemuaian panjang saja, maka prinsip dapat digunakan untuk menunjukkan perubahan suhu pada saat cairan mendapatkan panas dari lingkungan. Peuaian dalam termometer kemudian diatur sedemikian rupa agar setiap perubahan suhu dapat ditunjukkan secara linier sebagaimana aturan pembuatan instrumen yang baku.
Proses pembuatan skala pada termometer sederhana dapat dilakukan dengan menggunakan bantuan zat cair seperti air. Karakter air yang memiliki titik lebur dan titik beku sebagai acuan yang digunakan oleh penemu termometer menjadi acuan sebagai batas atas dan batas bawah dari sebuah termometer, baik itu Reamur, Celcius dan Fahrenheit. Titik dimana air mendidih akan menjadi batas dari sebuah termometer dan batas bawah akan ditentukan pada saat es melebur.
Berdasarkan hasil percobaan yang dilakukan dengan menggunakan sebuah termometer tanpa skala, didapatkan data bahwa suhu air yang sedang dipanaskan dengan menggunakan bunshen akan membuat cairan alkohol pada kolong pipa kapiler naik. Perubahan ini dibuat linier sehingga setiap perubahan panjang dapat menunjukkan perubahan suhu. Dari hasil analisis data percobaan didapatkan perubahan yang bersifat linier, yakni sebesar 0.1 cm/°C. Hal berati setiap kenaikan 1 cm pada tabung kapiler menunjukkan perubahan suhu sebesar 1 celcius derajat.
L. Kesimpulan
Berdasarkan analsis data dan pembahasan maka dapat ditarik kesimpulan.
Termometer batang bekerja dengan cara memanfaatkan prinsip pemuaian zat cair.
Proses pembuatan skala pada termometer dilakukan dengan menggunakan bantuan karakter dari zat cair.
Terdapat hubungan positif dan linier antara suhu terhadap pemuaian zat cair di dalam pipa kapiler pada termometer
M. Saran
Sebaiknya melakukan pengukuran dengan cara mengukur lebih banyak titik pada saat air dipanskan tidak hanya batas atas dan batas bawah.
Berhati-hati dalam penentuan batas bawah dan batas atas karena menggunakan konsep fisika dari asas Black dan kalor laten.
