Kelompok H - Momen Inersia Katrol
Kelompok H - Momen Inersia Katrol
Kelompok H - Momen Inersia Katrol
Oleh :
kelompok :H
Jika kita tinjau benda I, dengan menggunakan Hukum II Newton, akan didapatkan bahwa
(2)
Dengan cara yang sama, akan didapatkan untuk benda II persamaan berikut:
(3)
Dengan demikian, kita dapat menggabungkan Persamaan (2), (3), (4), dan (5) menjadi
+ ,
+ + ,
+ +
Dengan sedikit modifikasi aljabar, akan didapatkan persamaan untuk menghitung momen
inersia katrol dengan menggunakan Pesawat Atwood:
2. Gerbang cahaya AM 1
3. Sepasang beban bertali 1
4. Beban bercelah 5
5. GME 100 Timer counter AT-01 1
6. KAL 99 Kabel penghubung 1
7.Alat pengukur panjang (penggaris, jangka sorong) 1
8.Alat pengukur massa (timbangan, neraca tiga lengan) 1
4. Langkah Kerja
Persiapan Percobaan
1. Timbang massa m1 dan m2 dan catat hasilnya. Timbang juga massa beban bercelah yang
telah disediakan.
2. Timbang massa katrol dan ukur jari-jarinya.
3. Gantungkan beban bertali pada katrol, dengan masing-masing beban di si- si kiri dan kanan
katrol. Pastikan tali sejajar dengan tiang-tiang Pesawat Atwood. Jika tidak sejajar, atur
keempat sekrup di bagian bawah Pesawat Atwood.
4. Atur posisi kedua gerbang cahaya AM dan ukur jarak antara beban m2 dengan kedua
gerbang cahaya. Catat ini sebagai h1 dan h2 berturut-turut, dengan h2 − h1 adalah jarak antara
kedua gerbang cahaya.
5. Pasang beban m1 (sebelah kiri) pada pemegang beban.
6. Hubungkan kedua gerbang cahaya ke timer counter AT-01 dengan menggunakan kabel
penghubung. Nyalakan timer counter dan atur fungsi pada TIMING II.
Variasi Jarak Gerbang Cahaya terhadap Momen Inersia
1. Tambahkan lima beban bercelah pada dan catat total massanya (massa beban ditambah
beban bercelah). Biarkan tanpa beban tambahan.
2. Atur jarak antara dua gerbang cahaya sepanjang 10 cm. Pastikan bahwa hanya gerbang
cahaya yang diubah posisinya (ℎ ). Gerbang cahaya 1 tetap dalam posisi semula.
3. Lepaskan beban sehingga beban turun melewati gerbang cahaya.
4. Catat waktu saat melewati kedua gerbang cahaya dengan melihat pada
timer counter.
5. Kembalikan m1 pada posisi semula (pada pemegang beban). Tekan tom- bol FUNCTION
pada timer counter untuk mengembalikan nilai waktu ke angka 0.
6. Lakukan pengulangan dalam pengambilan data sebanyak lima kali.
7. Atur kembali ℎ dengan mengatur posisi gerbang cahaya 2. Kali ini ambil jarak 15 cm dari
gerbang cahaya 1.
8. Ulangi langkah 3 - 6.
9. Atur kembali ℎ dengan menggunakan penambahan 5 cm, kemudian ulangi langkah 3 - 6.
Lakukan ini sampai jarak kedua gerbang cahaya mencapai
40 cm.
5. Data
Jarak Gerbang Cahaya 10 cm
= 103 gr = 0,103 kg
= 128 gr = 0,128 kg
ℎ = 44 cm = 0,44 m .
ℎ = 54 cm = 0,54 m
R = 6,505 cm = 0,06505 m
No. t a
1. 130,3 ms = 0,1303 s 0,602 m/s
2. 134,9 ms = 0,1349 s 0,562 m/s
3. 135,1 ms = 0,1351 s 0,56 m/s
4. 135,9 ms = 0,1359 s 0,553 m/s
5. 136,2 ms = 0,1362 s 0,551 m/s
Satuan diubah ke SI
= 103 gr = 0,103 kg
= 128 gr = 0,128 kg
ℎ = 44 cm = 0,44 m .
ℎ = 59 cm = 0,59 m
R = 6,505 cm = 0,06505 m
No. t a
1. 162,0 ms = 0,1620 s 0,836 m/s
2. 158,6 ms = 0,1586 s 0,893 m/s
3. 160,1 ms = 0,1601 s 0,856 m/s
4. 146,5 ms = 0,1465 s 1,023 m/s
5. 204,7 ms = 0,2047 s 0,524 m/s
Satuan diubah ke SI
= 103 gr = 0,103 kg
= 128 gr = 0,128 kg
ℎ = 44 cm = 0,44 m .
ℎ = 64 cm = 0,64 m
R = 6,505 cm = 0,06505 m
Data Pesawat Atwood Set Jarak III untuk momen inersia
No. t a
1. 274,7 ms = 0,2747 s 0,495 m/s
2. 284,4 ms = 0,2844 s 0,461 m/s
3. 274,6 ms = 0,2746 s 0,413 m/s
4. 291,9 ms = 0,2919 s 0,495 m/s
5. 290,9 ms = 0,2909 s 0,441 m/s
Satuan diubah ke SI
= 103 gr = 0,103 kg
= 128 gr = 0,128 kg
ℎ = 44 cm = 0,44 m .
ℎ = 69 cm = 0,69 m
R = 6,505 cm = 0,06505 m
No. t a
1. 355,4 ms = 0,3554 s 0,443 m/s
2. 310,7 ms = 0,3107 s 0,58 m/s
3. 367,9 ms = 0,3679 s 0,413 m/s
4. 353,5 ms = 0,3535 s 0,448 m/s
5. 346,2 ms = 0,3462 s 0,467 m/s
Satuan diubah ke SI
= 103 gr = 0,103 kg
= 128 gr = 0,128 kg
ℎ = 44 cm = 0,44 m .
ℎ = 74 cm = 0.74 m
R = 6,505 cm = 0,06505 m
Data Pesawat Atwood Set Jarak V untuk momen inersia
No. t a
1. 416,9 ms = 0,4169 s 0,446 m/s
2. 381,6 ms = 0,3816 s 0,532 m/s
3. 415,6 ms = 0,4156 s 0,448 m/s
4. 374,6 ms = 0,3746 s 0,552 m/s
5. 372,1 ms = 0,3721 s 0,560 m/s
Satuan diubah ke SI
= 103 gr = 0,103 kg
= 128 gr = 0,128 kg
ℎ = 44 cm = 0,44 m .
ℎ = 79 cm = 0.79 m
R = 6,505 cm = 0,06505 m
No. t a
1. 455,6 ms = 0,4556 s 0,489 m/s
2. 420,2 ms = 0,4202 s 0,575 m/s
3. 426,5 ms = 0,4265 s 0,559 m/s
4. 439,9 ms = 0,4399 s 0,525 m/s
5. 422,7 ms = 0,4227 s 0,569 m/s
Satuan diubah ke SI
= 103 gr = 0,103 kg
= 128 gr = 0,128 kg
ℎ = 44 cm = 0,44 m .
ℎ = 84 cm = 0.84 m
R = 6,505 cm = 0,06505 m
Data Pesawat Atwood Set Jarak VII untuk momen inersia
No. T a
1. 477,6 ms = 0,4776 s 0,562 m/s
2. 489,5 ms = 0,4895 s 0,535 m/s
3. 512,9 ms = 0,5129 s 0,487 m/s
4. 514,4 ms = 0,5144 s 0,484 m/s
5. 422,7 ms = 0,4227 s 0,569 m/s
Satuan diubah ke SI
6. Analisi Data
2ℎ 2ℎ
∆
dengan
ℎ : jarak beban ke gerbang cahaya 1,
ℎ : jarak beban ke gerbang cahaya 2,
ℎ = 44 cm = 0,44 m .
ℎ = 54 cm = 0,54 m
t = 0,1303 s
2ℎ 2ℎ
∆
2 . 0,54 √2 . 0,44
(
0,1303
0,1011
) *
0,1303
ℎ = 44 cm = 0,44 m .
ℎ = 59 cm = 0,59 m
t = 0,162 s
2ℎ 2ℎ
∆
2 . 0,59 √2 . 0,44
(
0,162
0,1481
) *
0,162
ℎ = 44 cm = 0,44 m .
ℎ = 64 cm = 0,64 m
t = 0,2747 s
2ℎ 2ℎ
∆
√2 . 0,64 √2 . 0,44
0,2747
0,193
) *
0,162
ℎ = 44 cm = 0,44 m .
ℎ = 69 cm = 0,69 m
t = 0,3554 s
2ℎ 2ℎ
∆
√2 . 0,69 √2 . 0,44
0,3554
0,2366
) *
0,3554
ℎ = 44 cm = 0,44 m .
ℎ = 74 cm = 0.74 m
t = 0,4169 s
2ℎ 2ℎ
∆
√2 . 0,74 √2 . 0,44
0,3554
0,2784
) *
0,4169
ℎ = 44 cm = 0,44 m .
ℎ = 79 cm = 0.79 m
t = 0,4556 s
2ℎ 2ℎ
∆
√2 . 0,79 √2 . 0,44
0,3554
0,3188
) *
0,4556
ℎ = 44 cm = 0,44 m .
ℎ = 84 cm = 0.84 m
t = 0,4776 s
2ℎ 2ℎ
∆
√2 . 0,84 √2 . 0,44
0,4776
0,3580
) *
0,4776
2. Menghitung momen inersia katrol dari rata-rata nilai t dan nilai a pada tabel
percobaan di tiap-tiap gerbang cahaya dengan jarak yang berbeda. Rumus yang
digunakan yaitu :
: berat beban pertama yang terletak di sebelah kiri pada pesawat atwood
(103 gr = 0,103 kg)
: berat beban kedua setelah diberikan beban bercelah yang terletak di
sebalah kanan pada pesawat atwood { 103 gr + 25 gr ( 5 beban bercelah
dengan mashing masing berat 5 gr) = 128 gr = 0,128 kg}
: rata-rata nilai percepatan pada tiap-tiap jarak gerbang cahaya
: percepatan grafitasi (10 /0 )
: jari-jari katrol (6,505 cm = 0,06505 m)
0,0289 8 .
4 5/6
0,128 3 0,103 3 4,1 :9 5/6
0,06505 0,128 3 + 0,103 3 0,06505
0,0118 8 .
4 5/6
0,128 3 0,103 3 0,06505 0,128 3 + 0,103 3 0,06505
4,9: 5/6
0,0219 8 .
Jarak Gerbang Cahaya 25 cm
4 5/6
0,128 3 0,103 3 0,06505 0,128 3 + 0,103 3 0,06505
4,9;4 5/6
0,0215 8 .
4 5/6
0,128 3 0,103 3 4,24;: 5/6
0,06505 0,128 3 + 0,103 3 0,06505
0,0198 8
4 5/6
0,128 3 0,103 3 0,06505 0,128 3 + 0,103 3 0,06505
4,2979 5/6
0,25 . 18,402 . 0,00423 0,231 . 0,00423
0,0184 8
4 5/6
0,128 3 0,103 3 0,006505 0,128 3 + 0,103 3 0,006505
4,2 ;9 5/6
0,0182 8
Gerbang Cahaya Momen Inersia Katrol Percepatan Rata- Momen Inersia Katrol
dengan Beban (8 rata (m/s) Tanpa Beban
)
10 cm 0,0289 0,3535
15 cm 0,0118 0,8264
20 cm 0,0219 0,461 0,000112
25 cm 0,0215 0,4702
30 cm 0,0198 0,576
35 cm 0,0184 0,5434
40 cm 0,0182 0,5274
*** Teks dengan highlight berwarna hijau (Jarag Gerbang Cahaya 15 cm) mengalmi
kesalahan dalam pengambilan data. Dikarenakan lonjakan nilai percepatanna dibandingkan
dengan lainnya terlalu tinggi dan momen inersianya terlalu rendah.
7. Pembahasan
Momen Inersia merupakan kelembaman untuk gerak rotasi (pergerakan yang sifatnya
mutar dari poros).Berikut merupakan hasil perhitungan momen inersia sebelum diberikan
beban yang digukan sebagai perbandingan
< =>?@ A< =>?@ × < =>?@
8. Kesimpulan
Dari penyajian data dan pembahasan diatas, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa nilai
dari momen inersia bergantung pada jarak antara gerbang cahaya dan berat dari massa yang
ditambahkan dengan beban bercelah. Jarak antar gerbang ini akan berpengaruh pada hasil
percepatan (a). Percepatan ini beririsan dengan gerak jatuh bebas, semakin tinggi benda akan
dipengaruhi oleh gaya gravitasi sehingga memiliki percepatan yang besar. Kemudian ,
percepatan ini akan berbanding terbalik dengan momen inersia yang dihasilkan. Semakin tinggi
percepatnnya maka momen inersianya semakin rendah. Kemudian semakin besar percepatan
benda ,maka momen inersia katrol semakin kecil karena rotasi yang dihasilkan semakin
kencang.