Percobaan Hukum II Newton

 

Hukum II Newton

Widya Edi Sekar Ayu

200322615253

widyasekar57@gmail.com 

 

Abstrak: dilaksanakannya praktikum Hukum II Newton ini bertujuan untuk memverifikasi mengenai kebenaran Hukum II Newton, serta memahami bagaimana cara kerja Hukum II Newton. Untuk memverifikasi Hukum II Newton dilakukan percobaan sebanyak 2 kali. Yang pertama, percobaan dilakukan dengan mengamati perubahan selisih massa M₁ dan M₂ dengan massa total tetap. Perubahan selisih massa bertujuan untuk menunjukkan hubungan antara percepatan dengan fungsi gaya. Sedangkan yang kedua, percobaan dilakukan dengan mengubah total massa M₁ dan M₂ dengan selisih massa tetap. Perubahan massa total bertujuan untuk menunjukkan hubungan antara parcepatan dengan fungsi massa Beban bercelah digunakan untuk memvariasikan massa M₁ dan M_2.

Kata kunci: Hukum II Newton, perubahan selisih massa, perubahan massa total

 

PENDAHULUAN

Hukum II Newton menyatakan bahwa bila sebuah benda yang mempunyai massa m diberi gaya luar sebesar F maka akan terjadi percepatan sebesar a sesuai dengan hubungan:

    Pesawat Atwood dapat digunakan untuk memverifikasikasi Hukum II Newton. Gaya luar diperoleh dari tambahan massa (beban barcelah) pada M₂ sebesar m₂ dan beban tambahan m₁ pada M₁ dengan syarat massa m₂ lebih besar daripada m_1, kemudian waktu tempuh beban silinder M₂ saat melawati gerbang cahaya akan diukur dengan fungsi TIMING 1. Pada percobaan ini massa dan momen inersia katrol diabaikan karena massa katrol dianggap jauh lebih kecil dibandingkan dengan masa beban silinder.

    Dengan mengabaikan massa tali dan momentum inersia katrol, maka resultan gaya (ΣF) pada beban silinder M₁:

T-M1+m1g=M1+m1a         

Sedangkan pada beban silinder M₂:

M2+m2g-T=M2+m2a         

T adalah tegangan tali dan g adalah percepatan gravitasi. Jika kedua persamaan tersebut dijumlahkan untuk mengeliminasi tegangan tali T, maka akan diperoleh:

[(M2+m2)-(M1+m1)]g=(M1+m1+M2+m2)g

atau

a=[(M2+m2)-(M1+m1)]g(M1+m1+M2+m2)

 

Untuk memverifikasi Hukum II Newton akan dilakukan 2 tahap percobaan. Yang pertama adalah mengubah selisih massa M₁ dan M₂ dengan massa total tetap. Perubahan selisih massa bertujuan untuk menunjukkan hubungan antara percepatan dengan fungsi gaya. Sedangkan yang kedua adalah mengubah total massa M₁ dan M₂ dengan selisih massa tetap. Perubahan massa total bertujuan untuk menunjukkan hubungan antara parcepatan dengan fungsi massa Beban bercelah digunakan untuk memvariasikan massa M₁ dan M_2.

TUJUAN

Praktikum ini bertujuan untuk memverifikasi mengenai kebenaran Hukum II Newton, serta memahami bagaimana cara kerja Hukum II Newton.

METODE

Dalam praktikum Hukum II Newton ini untuk mengetahui cara kerja Hukum II Newton serta memverifikasi Hukum II Newton dengan mengubah massa, maka diperlukan set-up Hukum II Newton yang terdiri dari beban M₁ dan M₂, beban tambahan, benang dan tali, gerbang cahaya, katrol, mistar, pengikat beban, timbangan, time counter, dan set percobaan.

    Praktikum ini dilakukan dengan menmbang massa M₁ dan M₂ kemudian menggantungkan beban silinder pada ujung-ujung tali karmudian lewatkan tali pada katrol. Pastikan juga bahwa tali pada bagian tengah pengamah beban. Jika tali tidak berada di tengah, maka sesuaikan dengan mengatur kerataan pesawal Atwood menggunakan sekrup pengatur ketegaklurusan pada bagian alas. Kemudian putar sekrup hingga tali beban berada tepat di tengan masing masing pengarah beban. Kemudian pasang pemegang beban pada sisi kiri bawah tiang. Serta pada tiang kanan, atur posisi gerbang cahaya 1 pada skala 40 cm, gerbang cahaya 2 pada skala 80 om, dan penghenti bebas tanpa lubang di bagian bawah tiang (sejajar dengan pemegang beban). Catat jarak antara gerbang cahaya 1 dan 2 sebagai nilai h.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Data yang diperoleh dari percobaan dengan fungsi TIMING I adalah waktu tempuh saat M2 melewati gerbang cahaya 1 dan gerbang cahaya 2 sehingga dapat diperoleh nilai v1 dan v2 dengan:

    s merupakan panjang beban silinder, t1 adalah waktu saat M1 melewati gerbang cahaya 1, dan t2 adalah waktu saat M2 melewati gerbang cahaya 2.

Dengan data ini, maka terdapat hubungan antara kecepatan, jarak, dan percepatan sehingga dapat digunakan persamaan:

Berikut ini merupakan hasil data pengamatan percobaan Hukum II Newton:

s   =0,05 m

M1  =0,103 kg

M2  =0,103 kg

h     =0,22 m

Tabel 1.1 M₁ dan M₂ selisih massa berubah, massa total tetap

m1 (kg)	0	0,005	0,01
m2 (kg)	0,025	0,02	0,015
[(M2+m2) - (M1+m1)]	0,025	0,015	0,005
(M1+m1 + M2+m2)	0,231	0,231	0,231
s (m)	0,05	0,05	0,05
t1 (s)	0,05849	0,07815	0,1678
t2 (s)	0,0596	0,08218	0,3634
v1 (m/s)	0,85	0,64	0,298
v2 (m/s)	0,84	0,61	0,137
a (m/s)	0,108	0,065	0,022

Tabel 1.2 M₁ dan M₂ selisih massa tetap, massa total berubah

m1 (kg)	0	0,005	0,01
m2 (kg)	0,005	0,01	0,015
[(M2+m2) - (M1+m1)]	0,005	0,005	0,005
(M1+m1 + M2+m2)	0,211	0,221	0,231
s (m)	0,05	0,05	0,05
t1 (s)	0,04864	0,1474	0,1603
t2 (s)	0,00148	0,1751	0,3381
v1 (m/s)	1,028	0,34	0,31
v2 (m/s)	33,78	0,29	0,15
a (m/s)	0,024	0,023	0,022

Berdasarkan hasil dari percobaan, pada saat massa total tetap diperoleh bahwa besarnya percepatan tidak berbanding lurus dengan massa. Tetapi ketika massa total berubah, percepatan yang dihasilkan berbanding terbalik dengan massa.

Adapun contoh penerapan Hukum II Newton ini pada kehidupan sehari-hari. Yaitu terjadi pada sistem kerja sebuah lift yang terdapat gaya yang dapat membuat lift tersebut bergerak maupun diam. Dengan lift yang diam atau bergerak dengan kecepatan tetap maka gaya normal akan sama dengan gaya tarik bumi (w = mg). Sedangkan pada lift yang bergerak dipercepat/diperlambat, gaya tekan akan sama dengan gaya normal namun tidak sama dengan gaya tarik bumi.

KESIMPULAN DAN SARAN

Setelah melakukan percobaan Hukum II Newton, dapat disimpulkan bahwa percepatan dari benda tersebut tidak sebanding dengan resultan gaya (jumlah gaya) yang bekerja pada benda tersebut. Yang mana hasil tersebut tidak sesuai dengan Hukum II Newton yang berbunyi “percepatan dari suatu benda akan sebanding dengan resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut dan berbanding terbalik dengan massa benda”.  Hal ini mungkin terjadi karena kesalahan pengukuran pada saat melakukan percobaan.