Pengukuran koefisien redaman pada osilasi sistem massa-pegas dalam larutan gliserin dengan beberapa nilai viskositas menggunakan video - USD Repository

Gratis

0
0
76
9 months ago
Preview
Full text
(1)PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENGUKURAN KOEFISIEN REDAMAN PADA OSILASI SISTEM MASSA-PEGAS DALAM LARUTAN GLISERIN DENGAN BEBERAPA NILAI VISKOSITAS MENGGUNAKAN VIDEO SKRIPSI Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Fisika Oleh: Gloria Octaviana Pasaribu NIM: 091424028 PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2014 i

(2) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI SKRIPSI PENGUKURAN KOEFISIEN REDAMAN PADA OSILASI SISTEM MASSA-PEGAS DALAM LARUTAN GLISERIN DENGAN BEBERAPA NILAI VISKOSITAS MENGGUNAKAN VIDEO Oleh: Gloria Octaviana Pasaribu NIM: 091424028 Telah Disetujui Oleh: Pembimbing Dr. Ign. Edi Santosa, M.S. Tanggal: 5 Februari 2014 ii

(3) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI SKRIPSI PENGUKURAN KOEFISIEN REDAMAN PADA OSILASI SISTEM MASSA-PEGAS DALAM LARUTAN GLISERIN DENGAN BEBERAPA NILAI VISKOSITAS MENGGUNAKAN VIDEO Dipersiapkan dan ditulis oleh: Gloria Octaviana Pasaribu NIM: 091424028 Telah dipertahankan di depan penguji Pada tanggal: 24 Februari 2014 dan dinyatakan telah memenuhi syarat Susunan Panitia Penguji Nama Lengkap Tanda Tangan Ketua : Drs. Aufridus Atmadi, M.Si. .................. Sekretaris : Dwi Nugraheni Rositawati, S.Si., M.Si. ................. Anggota : Drs. Aufridus Atmadi, M.Si. ................. Anggota : Ir. Sri Agustini, M.Si. ................. Anggota : Dr. Ign. Edi Santosa, M.S. ................. Yogyakarta, 24 Februari 2014 Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sanata Dharma Dekan Rohandi, Ph.D. iii

(4) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI HALAMAN PERSEMBAHAN Karya ini saya persembahkan untuk semua orang yang tak lupa menyebutkan nama saya dalam doanya Orangtua tercinta: Ir. Harry Pasaribu Bethsy Saloh Kedua Adik tersayang: Benhard Johnson Hasiholan Pasaribu Reynaldo Anggi Thigana Pasaribu Brury Nahekha Manuputty Keluarga besar Semua sahabat iv

(5) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PERNYATAAN KEASLIAN KARYA Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang saya tulis ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah. Yogyakarta, 24 Februari 2014 Penulis Gloria Octaviana Pasaribu v

(6) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIK Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama : Gloria Octaviana Pasaribu NIM : 091424028 Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul: PENGUKURAN KOEFISIEN REDAMAN PADA OSILASI SISTEM MASSA-PEGAS DALAM LARUTAN GLISERIN DENGAN BEBERAPA NILAI VISKOSITAS MENGGUNAKAN VIDEO Beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa meminta izin dari saya maupun memberikan royalty kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya. Yogyakarta, 24 Februari 2014 Penulis Gloria Octaviana Pasaribu vi

(7) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI ABSTRAK PENGUKURAN KOEFISIEN REDAMAN PADA OSILASI SISTEM MASSA-PEGAS DALAM LARUTAN GLISERIN DENGAN BEBERAPA NILAI VISKOSITAS MENGGUNAKAN VIDEO Gloria Octaviana Pasaribu Universitas Sanata Dharma 2014 Telah dilakukan penelitian mengenai redaman pada sistem massa-pegas yang berosilasi di dalam larutan gliserin dengan beberapa nilai viskositas. Proses osilasi direkam menggunakan kamera video. Grafik posisi fungsi waktu diperoleh dari analisis video menggunakan software LoggerPro kemudian difit untuk mendapakan nilai koefisien redamannya. Semakin besar viskositas larutan gliserin, maka semakin besar koefisien redamannya. Kata kunci : osilasi, redaman, viskositas vii

(8) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI ABSTRACT THE MEASUREMENT OF DAMPING COEFFICIENT OF AN OSCILLATING SYSTEM INSIDE GLYCERIN WITH VARIOUS VISCOSITY USING A VIDEO Gloria Octaviana Pasaribu Universitas Sanata Dharma 2014 A research about damped oscillation on spring-mass system that oscillated in glycerin solution with various viscosity has been done. Oscillation process was recorded using a video camera. Videos were analyzed using a LoggerPro software to get the damping coefficient. The damping coefficient rise as the viscosity increases. Keywords : oscillation, damping, viscosity viii

(9) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus karena atas berkatNya penelitian berjudul “Pengukuran Koefisien Redaman Pada Osilasi Sistem Massa-Pegas Dalam Larutan Gliserin Dengan Beberapa Nilai Viskositas Menggunakan Video” ini dapat diselesaikan dengan baik. Penelitian ini dilaksanakan sebagai tugas akhir perkuliahan untuk tingkat sarjana. Osilasi teredam merupakan gejala fisika yang nyata di dalam kehidupan sehari-hari, namun penelitian tentang redaman ini masih relatif sedikit disebabkan oleh berbagai kendala, salah satunya adalah kesulitan untuk dapat mengikuti proses osilasi secara kontinyu. Pada penelitian ini digunakan video sehingga masalah tersebut dapat diatasi. Penelitian ini dapat diselesaikan berkat bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis ucapkan banyak terima kasih kepada yang terhormat: 1. Bapak Dr. Ign. Edi Santosa, M.S., selaku dosen pembimbing skripsi yang telah memberikan bimbingan, motivasi, dan arahan 2. Bapak Ngadiono, selaku petugas Laboratorium Fisika Universitas Sanata Dharma yang telah membantu mempersiapkan peralatan penelitian 3. Teman-teman seperjuangan : Laras, Willy, Osri, Hari, Sandra, Galuh, Agus, Dian, Yuli, yang telah membantu lewat sharing dan diskusi 4. Paman Maju Pasaribu, yang telah memberikan bantuan dana untuk penelitian ini Kepada berbagai pihak yang telah memberikan bantuan dan motivasi selama proses penelitian ini, yang tidak disebutkan satu per satu, penulis mengucapkan banyak terima kasih. Semoga tulisan ini bermanfaat bagi pembaca. Yogyakarta, Februari 2014 Penulis ix

(10) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL.................................................................................. i HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING........................................ ii HALAMAN PENGESAHAN.................................................................... iii HALAMAN PERSEMBAHAN................................................................. iv PERNYATAAN KEASLIAN KARYA..................................................... v PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI...................................... vi ABSTRAK................................................................................................. vii ABSTRACT............................................................................................... viii KATA PENGANTAR................................................................................ ix DAFTAR ISI.............................................................................................. x DAFTAR TABEL...................................................................................... xii DAFTAR GAMBAR................................................................................. xiii BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang............................................................................... 1 B. Rumusan Masalah.......................................................................... 4 C. Batasan Masalah............................................................................. 4 D. Tujuan Penelitian............................................................................ 5 E. Manfaat Penelitian.......................................................................... 5 BAB II DASAR TEORI A. Viskositas....................................................................................... 6 B. Osilasi Teredam.............................................................................. 9 BAB III METODE PENELITIAN A. Penentuan Nilai Viskositas Larutan Gliserin................................. 16 B. Penentuan Koefisien Redaman Pada Osilasi Sistem Massa-Pegas Dalam Larutan Gliserin Dengan Beberapa Nilai Viskositas Menggunakan Video ..................................................................... BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ix 21

(11) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI A. Viskositas Larutan Gliserin............................................................ 28 B. Osilasi Sistem Massa-Pegas Dalam Larutan Gliserin Dengan 36 Beberapa Nilai Viskositas.............................................................. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan..................................................................................... 50 B. Saran.............................................................................................. 51 DAFTAR PUSTAKA................................................................................ 52 LAMPIRAN............................................................................................... 53 x

(12) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI DAFTAR TABEL Halaman Tabel 4.1 Waktu (s) yang diperlukan gelembung udara untuk menempuh jarak 0,25 m di dalam berbagai konsentrasi larutan gliserin......................................................................... Tabel 4.2 29 Ralat pengukuran waktu yang diperlukan gelembung udara untuk menempuh jarak 0,25 m di dalam larutan gliserin 10%.......................................................................................... Tabel 4.3 29 Waktu yang diperlukan gelembung udara untuk menempuh jarak 0,25 m di dalam larutan gliserin dengan berbagai konsentrasi............................................................................... Tabel 4.4 30 Kecepatan terminal gelembung udara yang menempuh jarak 0,25 m di dalam larutan gliserin dengan berbagai konsentrasi............................................................................... 31 Tabel 4.5 Massa jenis berbagai konsentrasi larutan gliserin................... 33 Tabel 4.6 Nilai viskositas berbagai konsentrasi larutan gliserin..................................................................................... Tabel 4.7 34 Koefisien redaman sistem massa-pegas bermassa 266 gram dan berdiameter 6,4 cm yang berosilasi di dalam berbagai konsentrasi larutan gliserin pada wadah penampung berdiameter 10,5 cm................................................................ xi 46

(13) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Gaya-gaya yang bekerja pada gelembung udara yang bergerak naik dalam larutan..................................................... 7 Gambar 2.2 Sistem massa-pegas................................................................. Gambar 3.1 Rangkaian alat untuk menentukan kecepatan terminal 10 gelembung udara...................................................................... 17 Gambar 3.2 Foto set alat untuk mengukur kecepatan terminal gelembung udara......................................................................................... 18 Gambar 3.3 Foto rangkaian alat untuk menentukan koefisien redaman pada osilasi sistem massa-pegas dalam larutan gliserin dengan beberapa nilai viskositas.............................................. 21 Gambar 3.4 Foto set alat untuk menentukan koefisien redaman pada osilasi sistem massa-pegas dalam larutan gliserin dengan beberapa nilai viskositas.......................................................... Gambar 3.5 22 Tampilan awal pada LoggerPro sebelum hasil rekaman video dimasukkan.................................................................... 24 Gambar 3.6 Ikon “video analysis” untuk menganalisa video...................... 24 Gambar 3.7 Ikon “set scale” untuk menentukan ukuran sesungguhnya dan “add point” untuk mengambil data................................... Gambar 3.8 25 Titik-titik yang membentuk grafik pada posisi horizontal (x) dan posisi vertikal (y).............................................................. xii 26

(14) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Gambar 3.9 Ikon “curve fit” untuk mem”fit” data...................................... Gambar 3.10 Tampilan pada LoggerPro setelah meng-klik ikon “curve fit”............................................................................................ Gambar 4.1 26 27 Grafik posisi fungsi waktu pada bola bermassa 0,266 kg dan berdiameter 6,4 cm yang berosilasi di dalam larutan gliserin 10% pada wadah penampung berdiameter 10,5 cm............................................................................................ Gambar 4.2 37 Grafik posisi fungsi waktu pada bola bermassa 0,266 kg dan berdiameter 6,4 cm yang berosilasi di dalam larutan gliserin 20% pada wadah penampung berdiameter 10,5 cm............................................................................................. 39 Gambar 4.3 Grafik posisi fungsi waktu pada bola bermassa 0,266 kg dan berdiameter 6,4 cm yang berosilasi di dalam larutan gliserin 30% pada wadah penampung berdiameter 10,5 cm............................................................................................ Gambar 4.4 41 Grafik posisi fungsi waktu pada bola bermassa 0,266 kg dan berdiameter 6,4 cm yang berosilasi di dalam larutan gliserin 40% pada wadah penampung berdiameter 10,5 cm............................................................................................ Gambar 4.5 43 Grafik posisi fungsi waktu pada bola bermassa 0,266 kg dan berdiameter 6,4 cm yang berosilasi di dalam larutan gliserin 50% pada wadah penampung berdiameter 10,5 cm............................................................................................. 45 xiii

(15) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Sebuah beban yang digantungkan pada ujung sebuah pegas dan diberi simpangan kecil kemudian dilepaskan akan mengalami osilasi, yaitu gerak bolak-balik benda di sekitar suatu titik setimbang dengan lintasan yang sama secara periodik atau berulang dalam rentang waktu yang sama (Serway,2009). Osilasi disebut juga sebagai gerak harmonik. Gerak harmonik pada sistem massa-pegas telah dipelajari di pelajaran fisika sejak tingkat sekolah menengah, juga telah banyak dijadikan materi praktikum dan penelitian. Sistem ini merupakan salah satu metode untuk menentukan nilai percepatan gravitasi bumi, melalui pengukuran periode getaran pegas (Young dan Freedman, 2000). Berbagai penelitian telah dilakukan menyangkut metode pengukuran serta peralatannya. Pengukuran yang paling sederhana seperti pada praktikum, menggunakan stopwatch untuk mengukur periode. Penelitian lain yang lebih canggih menggunakan photogate, motion detector dan juga video (Limiansih dan Santosa, 2013). Pada berbagai buku teks disebutkan bahwa gerak harmonik sistem massa-pegas ini mengikuti gerak harmonik sederhana tak teredam, karena itu amplitudonya tetap selama berosilasi. Namun dalam praktikum di laboratorium tampak bahwa beban akan berhenti berosilasi setelah selang 1

(16) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 2 waktu tertentu. Hal ini menunjukkan bahwa terdapat sesuatu yang menyebabkan osilasi tersebut berhenti, yang disebut sebagai redaman. Redaman disebabkan oleh adanya gesekan antara sistem yang sedang bergerak dengan medium, misalnya karena gesekan dengan udara atau zat cair. Medium inilah yang berperan sebagai peredam. Geraknya disebut gerak harmonik teredam. Meskipun demikian penelitian tentang redaman ini relatif sedikit disebabkan oleh berbagai kendala. Salah satu kendala pada penelitian tentang redaman adalah kesulitan untuk dapat mengikuti proses osilasi secara kontinyu. Redaman yang terjadi hanya dapat diamati dengan mata melalui gejala yang timbul seperti gerak osilasi yang akhirnya berhenti. Oleh karena itu dibutuhkan media yang dapat merekam proses osilasi sehingga dapat diamati secara kontinyu. Video dapat digunakan untuk mendapatkan nilai posisi setiap saat dari beban yang sedang berosilasi. Telah dilakukan analisa video oleh Greenwood, namun sangat terbatas pada proses penghitungan redamannya. Pengamatan redaman dilakukan secara manual dengan video pada monitor, dan kemudian mencatat saat dan kedudukan beban pada simpangan terjauh saja. Data yang diperoleh terbatas, tidak dapat menggambarkan gejala osilasi yang teredam secara langsung (Greenwood, 1987). Saat ini banyak kamera dengan fasilitas perekaman video yang berharga murah, bahkan beberapa jenis telepon genggam juga dilengkapi 2

(17) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 3 dengan fasilitas perekam video. Selain itu juga tersedia perangkat lunak pengolah video. Dengan bantuan perangkat ini pelaksanaan eksperimen menjadi relatif mudah dan lebih cepat, hasil eksperimen dapat langsung ditampilkan, proses dapat diikuti secara waktu nyata, dan hasil pengukuran dapat diolah untuk dimanfaatkan lebih lanjut (Santosa, 2012). Untuk itu pada penelitian ini osilasi beban yang digantungkan pada pegas direkam secara kontinyu untuk mendapatkan data posisi beban setiap saat sehingga diperoleh data yang dapat menunjukkan gejala osilasi yang teredam dan faktor yang mempengaruhinya. Salah satu faktor yang mempengaruhi redaman adalah peredamnya. Peredam yang digunakan pada penelitian ini adalah larutan gliserin. Viskositas larutan divariasikan dengan cara membuat larutan gliserin dengan konsentrasi yang berbeda-beda. Umumnya, percobaan viskositas pada praktikum menggunakan kelereng atau bola besi yang dicelupkan ke dalam cairan kental seperti minyak goreng atau oli. Pada penelitian ini pengukuran viskositas menggunakan gelembung udara yang bergerak naik dari dasar botol plastik. Gelembung udara lebih cepat mencapai kecepatan terminalnya bila dibandingkan dengan bola yang dijatuhkan ke dalam oli atau minyak goreng sehingga lebih mudah untuk diamati dan dihitung kecepatan terminalnya. Alat-alat yang digunakan untuk penelitian viskositas sederhana dan mudah didapat seperti botol plastik, alat suntik, dan stopwatch sehingga penelitian ini dapat dilakukan oleh siapa saja 3

(18) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 4 bahkan di sekolah-sekolah yang tidak memiliki peralatan laboratorium yang lengkap. Penggunaan video untuk mengukur koefisien redaman pada osilasi sistem massa-pegas dalam larutan gliserin dengan beberapa nilai viskositas ini juga dapat dimanfaatkan sebagai media pembelajaran di sekolah. Menggunakan video untuk belajar tentunya akan membuat siswa tertarik untuk belajar fisika, sehingga pelajaran fisika jadi menyenangkan. B. Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang masalah yang telah dipaparkan, maka permasalahan yang akan dikaji adalah : 1. Bagaimana pengaruh viskositas larutan peredam terhadap koefisien redaman pada gerak osilasi sistem massa-pegas? 2. Bagaimana penggunaan video untuk mengukur koefisien redaman pada gerak osilasi sistem massa-pegas? C. Batasan Masalah Dari latar belakang penelitian ini, terdapat beberapa masalah yang terkait dengan redaman. Pada penelitian ini, masalah dibatasi pada: 1. Redaman yang diamati dan koefisien redaman yang dihitung nilainya hanya pada peredam berupa larutan gliserin. 2. Wadah penampung larutan gliserin yang digunakan hanya yang berbentuk silinder. 4

(19) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 5 D. Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk : 1. Mengetahui pengaruh viskositas larutan terhadap koefisien redaman pada gerak osilasi sistem massa-pegas. 2. Mengetahui penggunaan video untuk mengukur koefisien redaman pada gerak osilasi sistem massa-pegas. E. Manfaat Penelitian 1. Bagi Peneliti a. Mengetahui cara mencari nilai viskositas larutan b. Mengetahui cara mengukur koefisien redaman pada gerak osilasi sistem massa-pegas dengan menggunakan video. c. Mengembangkan kemampuan menganalisa video dengan software LoggerPro. 2. Bagi Pembaca a. Mengetahui cara mencari nilai viskositas larutan b. Memahami arti redaman pada gerak osilasi sistem massa-pegas. c. Mengetahui cara mengukur koefisien redaman pada gerak osilasi sistem massa-pegas dengan menggunakan video. d. Menggunakan video untuk mengukur koefisien redaman sabagai fungsi dari viskositas larutan peredam sebagai media pembelajaran fisika. 5

(20) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI BAB II KAJIAN PUSTAKA A. Viskositas Viskositas merupakan ukuran kekentalan fluida yang menyatakan besar kecilnya gesekan di dalam fluida (Young dan Freedman, 2000). Semakin besar viskositas fluida, maka semakin sulit suatu fluida untuk mengalir dan juga menunjukkan semakin sulit suatu benda bergerak di dalam fluida tersebut. Di dalam zat cair, viskositas dihasilkan oleh gaya kohesi antara molekul zat cair. Viskositas fluida dapat diperoleh dengan mengukur kecepatan terminal yang dicapai gelembung udara yang bergerak dari dasar wadah menuju permukaan fluida. Gelembung udara dengan massa jenis ρb bergerak di dalam fluida dengan massa jenis ρf. Ada tiga jenis gaya yang bekerja pada gelembung udara yaitu gaya berat W, gaya gesek dengan fluida F, dan gaya angkat oleh cairan FA seperti ditunjukkan pada gambar 2.1. 6

(21) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 7 FA 𝜌𝑏 F W ρf Gambar 2.1 Gaya-gaya yang bekerja pada gelembung udara yang bergerak naik dalam larutan Persamaan gerak untuk gelembung udara berbentuk bola (MendozaArenas, Perico dan Fajardo, 2009) adalah: (1) dengan: massa gelembung udara percepatan yang dialami gelembung udara Gaya gesek F berbanding lurus dengan kecepatan ν sesuai hukum Stokes (Mendoza-Arenas, Perico dan Fajardo, 2009): F=6 ην (2) dengan: 7

(22) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 8 r: jari-jari gelembung udara η: viskositas larutan W adalah gaya berat gelembung udara yang besarnya sama dengan massa gelembung udara (m) dikalikan dengan percepatan gravitasi bumi (g). Massa gelembung udara besarnya sama dengan massa jenis gelembung udara ρb dikalikan dengan volume gelembung udara Vb, sehingga: W = ρ b Vb g (3) FA adalah gaya angkat ke atas oleh zat cair yang besarnya sama dengan berat larutan gliserin yang dipindahkan Wf. Berat larutan gliserin yang dipindahkan sama dengan massa jenis larutan gliserin ρf dikalikan dengan volume larutan gliserin yang dipindahkan Vf dikalikan dengan percepatan gravitasi bumi g, sehingga: F A = ρ f Vf g (4) Volume larutan gliserin yang dipindahkan sama dengan volume gelembung udara berbentuk bola yang nilainya Dari persamaan (2), (3), dan (4), maka persamaan (1) berubah menjadi: ( ) (5) Solusi persamaan (5) adalah: = ter [1 – exp(-t/τ)] (6) 8

(23) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 9 dengan τ adalah waktu relaksasi. Berdasarkan persamaan (6) nilai kecepatan akan terus bertambah secara eksponensial sampai pada akhirnya mencapai nilai kecepatan yang konstan yang dinyatakan sebagai kecepatan terminal Karena konstan maka nilai ter ter. dapat diperoleh dengan cara membagi jarak yang ditempuh gelembung udara (S) dengan waktu (t) yang diperlukan bola untuk menempuh jarak tersebut menurut persamaan: ter =S/ t Jika nilai ter (7) telah diperoleh, maka kita dapat menghitung nilai viskositas menggunakan persamaan berikut (Mendoza-Arenas, Perico dan Fajardo, 2009): = ( ) (8) B. Osilasi Teredam Sistem massa-pegas terdiri dari sebuah beban bermassa m yang digantung pada ujung sebuah pegas yang dapat dirapatkan atau diregangkan (massa pegas dapat diabaikan) seperti ditunjukkan pada gambar 2.2. Jika benda tersebut diberi simpangan kecil kemudian dilepaskan akan timbul suatu gaya untuk menarik benda tersebut kembali ke posisi setimbangnya. Akan tetapi pada saat mencapai posisi setimbang, benda tersebut memiliki energi kinetik, sehingga melampaui posisi tersebut, berhenti pada suatu tempat di 9

(24) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 10 posisi yang lain, untuk kemudian kembali lagi ke posisi setimbangnya (Young dan Freedman, 2000). Gambar 2.2. Sistem massa-pegas Saat benda digeser dari posisi kesetimbangannya, gaya pegas cenderung untuk memulihkannya ke posisi kesetimbangannya. Gaya dengan karakteristik ini disebut dengan gaya pemulih. Osilasi dapat terjadi hanya jika terdapat gaya pemulih (Young dan Freedman, 2000). Pada keadaan setimbang, pegas tidak mengerjakan gaya pada benda. Apabila benda disimpangkan sejauh x dari kedudukan setimbangnya, pegas mengerjakan gaya sebesar kx seperti yang diberikan oleh Hukum Hooke: ⃗ = -k ⃗ (9) dengan k adalah sebuah konstanta (Halliday, Resnick dan Walker. 2005). Gaya sebanding dengan percepatan mengikuti: ( ) (10) dari persamaan (9) dan (10) diperoleh: 10

(25) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 11 ( ) (11) Ketika percepatan benda berbanding lurus dan arahnya berlawanan dengan simpangan, benda tersebut mengalami gerak harmonik sederhana (Serway, 2009). Persamaan (11) di atas memiliki penyelesaian: ( ) ( ) dengan A adalah amplitudo, (12) adalah sudut fase, dan adalah frekuensi sudut yang besarnya: ω=√ (13) Sistem osilasi yang dipaparkan di atas adalah sistem yang tidak mengalami gesekan. Energi mekanik total konstan dan sistem diatur pada gerak kontinyu yang berosilasi selamanya tanpa pengurangan amplitudo. Pada kenyataannya selalu terdapat energi yang hilang sehingga osilasi melemah seiring berjalannya waktu, kecuali jika disediakan beberapa alat untuk mengganti energi mekanik yang hilang. Pengurangan amplitudo yang disebabkan oleh energi yang hilang disebut redaman, dan geraknya disebut osilasi teredam (Young dan Freedman, 2000). Osilasi teredam akan terjadi pada sistem massa-pegas. Besar gaya redaman yang terjadi bergantung pada besar kecepatan dan arahnya 11

(26) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 12 berlawanan dengan kecepatan. Konstanta kesebandingannya disebut koefisien redaman b (Serway, 2009). ( ) = (14) Gaya hambat selalu berlawanan dengan arah gerak. Gaya ini menyebabkan energi mekanik sistem berkurang. Hukum kedua Newton yang diterapkan untuk gerak benda bermassa m pada pegas dengan konstanta gaya k bila gaya redaman F = –bv (Serway, 2009) adalah: ( ) ( ) (15) Jika redaman kecil, diperkirakan bahwa benda berosilasi dengan frekuensi sudut ω yang hampir sama dengan frekuensi tak teredam dan amplitudo berkurang secara lambat. Dalam gerak harmonik sederhana, energi mekanik total berosilasi antara energi potensial dan kinetik. Nilai rata-rata energi potensial dan energi kinetik untuk satu siklus adalah sama, dan energi total sama dengan dua kali nilai rata-rata energi potensial atau energi kinetik: ( ) (16) (17) dengan: E: energi mekanik total 12

(27) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 13 v: kecepatan benda yang berosilasi Untuk osilator yang teredam sedikit, laju perubahan energi mekanik total sama dengan daya dari gaya redaman (Serway, 2009): (18) Daya dari gaya redaman bertanda negatif menunjukkan bahwa energi meninggalkan sistem. Dengan mensubstitusikan persamaan (17) ke dalam persamaan (18) diperoleh: ( ) (19) dengan penyelesaian: ( ) (20) dengan c adalah suatu konstanta integrasi sembarang. Dituliskan bentuk eksponensial masing-masing ruas: ( ) dengan ( ) ( ) (21) adalah suatu konstanta lain, yang merupakan energi pada waktu t = 0. Bila redaman kecil, maka b kecil, dan osilator hanya akan kehilangan sebagian kecil energinya selama berosilasi. 13

(28) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 14 Energi osilator berbanding lurus dengan kuadrat amplitudonya. Jika A adalah amplitudo pada waktu t dan A0 adalah amplitudo pada t = 0, diperoleh: (22) Kemudian, dari persamaan (21) ( ) atau ) ( (23) Jadi, amplitudo berkurang secara eksponensial terhadap waktu. Penyelesaian untuk persamaan (15) adalah: x(t) = A0 ( ) ( ) (24) dengan A0 adalah amplitudo maksimum, adalah sudut fase, dan ω adalah frekuensi sudut. Jika redaman bertambah secara perlahan, redaman akhirnya mencapai nilai kritis bc sehingga tak ada osilasi yang terjadi. Bila b = bc, sistem mengalami kondisi critical damping. Dalam kasus ini, saat sistem diberi simpangan kecil kemudian dilepaskan, maka sistem tidak akan berosilasi namun langsung kembali ke posisi setimbangnya. Hal ini disebabkan oleh medium yang sangat kental sehingga gaya hambatnya lebih besar daripada gaya pemulihnya. Bila b > bc maka sistem mengalami kondisi over damping. 14

(29) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 15 Kondisi over damping mirip dengan critical damping, bedanya pada kondisi critical damping sistem lebih cepat kembali ke posisi kesetimbangannya. (Serway, 2009). Peredam bisa berupa udara atau zat cair, sebagai contoh larutan gliserin. Larutan gliserin divariasikan konsentrasinya dan digunakan untuk meredam gerak osilasi sebuah sistem massa-pegas. Larutan gliserin dengan konsentrasi yang berbeda memiliki nilai viskositas yang berbeda pula. Viskositas larutan mempengaruhi konstanta redaman b (Mendoza-Arenas, Perico dan Fajardo, 2009). 15

(30) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI BAB III METODOLOGI PENELITIAN Penelitian ini bertujuan untuk menentukan redaman pada sebuah sistem massa-pegas yang berosilasi di dalam larutan dengan nilai viskositas tertentu. Sistem ini terdiri dari sebuah bola bermassa 266 gram dan berdiameter 6,4 cm yang digantungkan pada sebuah pegas dan kawat tipis. Bola akan berosilasi di dalam sebuah wadah berbentuk silinder yang diisi dengan larutan gliserin. Secara umum penelitian ini dibagi ke dalam 3 tahapan, yaitu: tahapan pertama adalah menentukan viskositas larutan gliserin dengan konsentrasi yang berbeda-beda, kemudian langkah kedua adalah menentukan koefisien redaman sebagai fungsi dari viskositas larutan gliserin, dan tahap yang ketiga adalah menentukan koefisien redaman sebagai fungsi dari ukuran diameter wadah penampung larutan gliserin. A. Penentuan Nilai Viskositas Larutan Gliserin Larutan gliserin yang dipakai dalam penelitian ini terdiri dari 5 jenis konsentrasi yang berbeda-beda yaitu 10%, 20%, 30%, 40% dan 50%. Gliserin yang dijual di pasaran umumnya merupakan gliserin murni atau gliserin 100%, oleh karena itu harus dibuat sendiri terlebih dahulu larutan gliserin dengan konsentrasi yang sesuai dengan keperluan penelitian, yaitu dengan cara membuat campuran gliserin murni dan air. Pencampuran tidak dilakukan sembarangan tetapi dengan menghitung perbandingan volume gliserin terhadap volume total larutan. 16

(31) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 17 Larutan yang tersedia kemudian dicari viskositasnya seperti pada persamaan (8) = ( ) dengan terlebih dahulu menentukan kecepatan terminal gelembung udara yang bergerak naik dari dasar wadah penampung menuju ke permukaan cairan, menghitung besar jari-jari gelembung udara, dan menghitung massa jenis larutan gliserin. Kecepatan terminal dapat diperoleh dengan terlebih dahulu mengukur jarak tempuh gelembung udara yaitu jarak antara dua stiker, juga mengukur waktu yang diperlukan gelembung udara untuk menempuh jarak tersebut, kemudian dihitung menggunakan persamaan (7) νter = S / t Rangkaian alat dan foto set alat yang dipakai saat penelitian ditunjukkan pada gambar 3.1 dan gambar 3.2. Gambar 3.1. Rangkaian alat untuk menentukan kecepatan terminal gelembung udara 17

(32) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 18 Keterangan: 1. Botol plastik 3. Alat suntik 2. Larutan gliserin 4. Stiker penanda jarak Gambar 3.2. Foto set alat untuk mengukur kecepatan terminal gelembung udara 1. Botol plastik Botol plastik berfungsi sebagai wadah penampung larutan gliserin. Pada penelitian ini dipakai botol plastik bekas air mineral yang disambung menggunakan lem sehingga menjadi tinggi. Digunakan botol plastik karena mudah didapat, bisa disambungkan dengan alat suntik (jika menggunakan botol kaca sulit untuk disambungkan dengan alat suntik), dan berwarna bening sehingga memudahkan dalam mengamati gerak gelembung udara di dalam cairan. 18

(33) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 19 2. Larutan gliserin Larutan gliserin digunakan sebagai peredam gerak osilasi. Dipilih gliserin sebagai peredam karena mudah diperoleh, kental namun dapat larut dengan air sehingga bisa divariasikan konsentrasinya. Konsentrasi gliserin yang divariasikan akan mempengaruhi viskositas larutan. Sebelum digunakan sebagai peredam, terlebih dahulu diukur viskositas dari 5 jenis larutan gliserin yang telah disediakan. 3. Alat suntik Alat suntik berfungsi untuk menginjeksikan udara dengan volume tertentu ke dalam larutan gliserin. Dalam penelitian ini dipakai alat suntik bervolume 10 ml dan volume udara yang diinjeksikan sebesar 0,2 ml. 4. Stiker Dua buah stiker di pasang pada botol plastik dengan jarak tertentu sebagai penanda jarak tempuh gelembung udara. 5. Stopwatch Stopwatch berfungsi sebagai alat untuk mengukur waktu saat gelembung udara bergerak dari stiker pertama hingga mencapai stiker kedua. 6. Termometer Termometer berfungsi sebagai alat untuk mengukur suhu larutan gliserin. 19

(34) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 20 7. Plastisin Plastisin berfungsi sebagai penutup celah antara botol dan alat suntik sehingga cairan di dalam botol tidak keluar dari dalam botol. Langkah penentuan kecepatan terminal gelembung udara adalah: 1. Alat dirangkai seperti pada gambar 3.1. 2. Dua buah stiker ditempelkan pada botol plastik sebagai batas penanda jarak. Stiker bawah di pasang di titik saat gelembung udara mulai bergerak dengan kecepatan konstan. Untuk percobaan ini ditentukan jarak kedua stiker sejauh 25 cm. 3. Alat suntik dilekatkan dengan kuat pada botol dan semua celah yang memungkinkan terjadi kebocoran ditutup dengan menggunakan plastisin. 4. Gelembung udara diinjeksikan melalui alat suntik dengan tekanan tetap agar diperoleh gelembung udara berukuran sama. 5. Waktu untuk gelembung udara bergerak naik dari stiker bawah menuju stiker atas diukur menggunakan stopwatch. 6. Langkah 4 dan 5 dilakukan sebanyak 10 kali. 7. Langkah 1-6 diulangi untuk larutan gliserin dengan konsentrasi yang berbeda. Massa jenis larutan gliserin ρf dapat diperoleh dengan cara mengukur massa larutan (m) menggunakan neraca ohaus dan mengukur volume larutan (V) menggunakan gelas ukur, kemudian dihitung menggunakan rumus: 20

(35) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 21 B. Penentuan Koefisien Redaman Pada Osilasi Sistem Massa-Pegas Dalam Larutan Gliserin Dengan Beberapa Nilai Viskositas Menggunakan Video Penentuan koefisien redaman pada osilasi sistem massa-pegas dalam larutan gliserin dengan beberapa nilai viskositas dilakukan dengan cara merekam gerak osilasi sistem massa-pegas di dalam larutan gliserin dengan konsentrasi yang berbeda-beda. Digunakan kamera Casio Exilim untuk merekam video. Hasil rekaman kemudian dianalisis menggunakan software LoggerPro. Rangkaian alat dan foto set alat yang dipakai saat penelitian ditunjukkan pada gambar 3.3 dan gambar 3.4. Gambar 3.3. Rangkaian alat untuk menentukan koefisien redaman pada osilasi sistem massa pegas dalam larutan gliserin dengan beberapa nilai viskositas Keterangan: 1. Statip 4. Bola 2. Pegas 5. Wadah berisi larutan 3. Kawat tipis gliserin 21

(36) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 22 Gambar 3.4. Foto set alat untuk menentukan koefisien redaman pada osilasi sistem massa-pegas dalam larutan gliserin dengan beberapa nilai viskositas 1. Statip Statip berfungsi sebagai tempat menggantungkan pegas. Statip bisa diatur ketinggiannya sesuai dengan kebutuhan penelitian. 2. Sistem massa-pegas Sistem massa-pegas terdiri dari pegas, kawat tipis, dan bola. Kawat tipis sebagai benda tegar berfungsi untuk menghubungkan pegas dengan bola. Bola tidak langsung digantungkan pada pegas agar pegas tidak tercelup ke dalam larutan. Pada penelitian ini digunakan kawat tipis dengan panjang 25 cm. Kawat dipilih yang tipis agar massanya dapat diabaikan. Bola berfungsi sebagai beban. Bola terbuat dari plastik yang diisi dengan semen untuk menambah massanya. Bola yang dipakai pada penelitian ini bermassa 266 gram dan berdiameter 6,4 cm. 22

(37) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 23 3. Wadah dan larutan gliserin Wadah berfungsi sebagai penampung larutan gliserin. Pada penelitian ini dipakai wadah plastik bening berdiameter 10,5 cm. Dipilih yang berwarna bening supaya gerakan bola di dalamnya dapat diamati dan direkam. Wadah harus lebih besar dari bola supaya saat sistem berosilasi bola tidak menyentuh dinding wadah. Larutan gliserin digunakan sebagai peredam gerak osilasi. Konsentrasi gliserin divariasikan supaya dapat dilihat pengaruhnya terhadap redaman yang terjadi. Langkah penentuan koefisien redaman sebagai fungsi dari viskositas larutan gliserin adalah: 1. Alat dirangkai seperti pada gambar 3.3. 2. Sistem massa-pegas diberi simpangan kecil kemudian dilepaskan. 3. Gerak osilasi sistem massa-pegas direkam menggunakan kamera video mulai dari awal berosilasi sampai sistem berhenti bergerak. 4. Hasil rekaman video kemudian ditampilkan ke dalam LoggerPro untuk dianalisis dengan cara memilih menu insert  movie, seperti pada gambar 3.5 berikut. 23

(38) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 24 Gambar 3.5 Tampilan awal pada LoggerPro sebelum hasil rekaman video dimasukkan 5. Untuk menganalisis video, gunakan ikon “video analysis” yang terletak di sebelah kanan bawah dan diberi tanda bulat merah pada gambar 3.6. Gambar 3.6 Ikon “video analysis” untuk menganalisa video 24

(39) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 25 6. Untuk menentukan ukuran yang sesungguhnya digunakan ikon “set scale” dan untuk mengambil data, digunakan ikon “add point” ditandai dengan lingkaran ungu dan merah pada gambar 3.7. Gambar 3.7 Ikon “set scale” untuk menentukan ukuran sesungguhnya dan “add point” untuk mengambil data 7. Saat memberikan titik-titik pada bagian bola yang sudah ditandai dengan plester hitam (ditunjukkan dengan panah berwarna merah) secara otomatis akan muncul titik-titik yang membentuk grafik pada posisi horizontal (x) dan posisi vertikal (y) ditunjukkan dengan panah berwarna hijau dan hitam seperti pada gambar 3.8. 25

(40) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 26 Gambar 3.8 Titik-titik yang membentuk grafik pada posisi horizontal (x) dan posisi vertikal (y) 8. Untuk mem”fit” data, digunakan ikon “curve fit” dibagian atas, yang ditandai dengan lingkaran berwarna merah pada gambar 3.9. Gambar 3.9 Ikon “curve fit” untuk mem”fit” data 26

(41) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 27 9. Setelah memilih ikon “curve fit” akan muncul tampilan seperti pada gambar 3.10. General Equation menyediakan berbagai persamaan yang dapat dipiih untuk mem”fit” data. Jika persamaan yang diinginkan belum tersedia, dapat digunakan “Define Function” kemudian ketik persamaan yang diinginkan. Dengan meng-klik tombol Try Fit, maka akan diperoleh nilai konstanta yang diperlukan untuk menghitung koefisien redaman b. Gambar 3.10. Tampilan pada LoggerPro setelah meng-klik ikon “curve fit” 27

(42) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A. Viskositas Larutan Gliserin Larutan gliserin yang dipakai dalam penelitian ini terdiri dari berbagai konsentrasi yaitu 10%, 20%, 30%, 40%, dan 50%. Larutan gliserin dibuat dengan cara mencampur gliserin murni dengan air, dengan mengukur perbandingan volume gliserin terhadap volume larutan total. Gliserin murni tidak dapat langsung larut dengan air, harus diaduk sampai bercampur rata. Jika tidak, gliserin akan menggumpal di dalam larutan. Stiker ditempelkan di titik saat gelembung udara telah bergerak dengan kecepatan konstan. Jarak antara dua stiker diukur menggunakan meteran dan diperoleh hasil sebesar s = (0,250 ± 0,002) m. Suhu tiap larutan gliserin diukur menggunakan termometer dan diperoleh hasil yang sama untuk semua larutan gliserin yaitu T = 26°C. Gelembung udara diinjeksikan melalui alat suntik. Gelembung udara akan bergerak naik dari dasar wadah menuju permukaan, kemudian diukur waktunya untuk menempuh jarak yang telah ditandai dengan stiker. Pengukuran waktu dilakukan sebanyak 10 kali dan diperoleh data seperti pada tabel 4.1 berikut:

(43) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 29 Tabel 4.1. Waktu (s) yang diperlukan gelembung udara untuk menempuh jarak 0,25 m di dalam berbagai konsentrasi larutan gliserin No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 trataan Konsentrasi Larutan 10% 20% 30% 40% 0,89 0,91 1,09 1,10 0,87 0,92 1,07 1,10 0,87 0,92 1,09 1,13 0,85 0,95 1,09 1,10 0,84 0,91 1,08 1,11 0,86 0,92 1,09 1,13 0,84 0,97 1,09 1,13 0,84 0,93 1,06 1,13 0,89 0,93 1,07 1,11 0,84 0,91 1,09 1,10 0,859 0,927 1,082 1,114 50% 1,18 1,16 1,15 1,19 1,14 1,19 1,19 1,16 1,16 1,17 1,162 Ralat pengukuran waktu yang diperlukan gelembung udara untuk menempuh jarak 0,25 m di dalam larutan gliserin10% ditunjukkan pada tabel 4.2: Tabel 4.2. Ralat pengukuran waktu yang diperlukan gelembung udara untuk menempuh jarak 0,25 m di dalam larutan gliserin 10% No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 t (s) 0,89 0,87 0,87 0,85 0,84 0,86 0,84 0,84 0,89 0,84 ̅ (s) 0,859 0,859 0,859 0,859 0,859 0,859 0,859 0,859 0,859 0,859 Σ( 29 ̅ (s) ( ̅)2(s2) 0,031 0,000961 0,011 0,000121 0,011 0,000121 -0,009 0,000081 -0,019 0,000361 0,001 0,000001 -0,019 0,000361 -0,019 0,000361 0,031 0,000961 -0,019 0,000361 ̅)2(s2) 0,00369

(44) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 30 √ ( ( ̅) ) √ ( s ) Waktu yang diperlukan gelembung udara untuk menempuh jarak 0,25 m di dalam larutan gliserin 10% adalah ̅ (0,86 ± 0,01) sekon. Dengan cara yang sama dihitung ralat untuk larutan gliserin dengan konsentrasi 20%, 30%, 40%, dan 50%, yang disajikan pada lampiran 1. Waktu yang diperlukan gelembung udara untuk menempuh jarak 0,25 m di dalam larutan gliserin dengan berbagai konsentrasi ditunjukkan pada tabel 4.3 berikut ini: Tabel 4.3. Waktu yang diperlukan gelembung udara untuk menempuh jarak 0,25m di dalam larutan gliserin dengan berbagai konsentrasi Konsentrasi (%) 10 20 30 40 50 Waktu (s) 0,86 ± 0,01 0,93 ± 0,01 1,08 ± 0,01 1,11 ± 0,01 1,16 ± 0,01 Hasil yang telah diperoleh kemudian digunakan untuk menghitung kecepatan terminal gelembung udara pada persamaan (9) sebagai berikut: ̅ Ralat untuk kecepatan terminal diperoleh dengan cara sebagai berikut: = √( ) ̅ ( ̅) Sebagai contoh, ralat kecepatan terminal untuk larutan gliserin 10% adalah: 30

(45) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 31 = √( ) ̅ √( ( ̅) ) ( ) = 0,01 Maka nilai kecepatan terminal gelembung udara yang menempuh jarak 25 cm di dalam larutan gliserin 10% adalah ( ) . Cara yang sama digunakan untuk menghitung nilai kecepatan terminal gelembung udara yang menempuh jarak 25 cm di dalam larutan gliserin 20%, 30%, 40%, dan 50%, yang disajikan pada lampiran 2. Kecepatan terminal gelembung udara yang menempuh jarak 0,25 m di dalam larutan gliserin dengan berbagai konsentrasi ditunjukkan pada tabel 4.4 berikut ini: Tabel 4.4. Kecepatan terminal gelembung udara yang menempuh jarak 0,25 m di dalam larutan gliserin dengan berbagai konsentrasi Konsentrasi (%) 10 20 30 40 50 vter (m/s) Berdasarkan hasil perhitungan pada tabel 4.4, semakin besar konsentrasi larutan gliserin maka semakin kecil kecepatan terminal gelembung udara, atau dengan kata lain semakin kental larutan, semakin lambat gerakan suatu benda di dalam larutan tersebut. Dengan mengetahui nilai kecepatan terminal maka dapat dihitung nilai viskositasnya menggunakan persamaan (8) 31

(46) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 32 ( ) dari persamaan diatas dapat dilihat bahwa nilai viskositas tidak hanya dipengaruhi oleh kecepatan terminal gelembung udara yang bergerak di dalam larutan gliserin. Viskositas juga dipengaruhi oleh massa jenis larutan , massa jenis gelembung udara , dan ukuran jari-jari gelembung udara . Jari-jari gelembung udara tidak dapat diukur secara langsung, tetapi dapat dihitung menggunakan rumus volume bola. Volume udara yang diinjeksikan melalui alat suntik adalah tetap yaitu sebesar 0,2 ml, sehingga diperoleh nilai jari-jari gelembung udara: √ Volume √ udara yang diinjeksikan melalui alat suntik adalah V = (0,20 ± 0,05) ml. Dengan cara yang sama seperti pada kecepatan terminal gelembung udara, dihitung ralat untuk jari-jari gelembung udara. Dengan demikian, jari-jari gelembung udara yang muncul saat alat suntik diinjeksikan adalah r = (0,36 ± 0,08) cm. Massa jenis gelembung udara besarnya adalah ρb = 0,0012 g/cm3. Massa jenis larutan dapat diperoleh dengan cara menghitung massa larutan dibagi volume larutan, diperoleh nilai massa jenis larutan sebagai berikut: 32

(47) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 33 ρf gliserin 10% = = 0,925 gr/ml Massa larutan gliserin m = (92,5 ± 0,5) gr dan volume larutan gliserin V = (100,0 ± 0,5) ml, maka ralat untuk massa jenis larutan gliserin diperoleh dengan cara sebagai berikut: ̅ = √( ) ( ) = √( ) ( Sebagai contoh, ralat massa jenis larutan gliserin 10% adalah: ) = 0,003 Maka massa jenis larutan gliserin 10% adalah ρf = (0,925 ± 0,003) gr/ml Cara yang sama digunakan untuk menghitung massa jenis larutan gliserin 20%, 30%, 40%, dan 50%, terdapat pada lampiran 3. Massa jenis berbagai konsentrasi larutan gliserin ditunjukkan pada tabel 4.5 berikut ini: Tabel 4.5. Massa jenis berbagai konsentrasi larutan gliserin Konsentrasi (%) 10 20 30 40 50 ( ρf(gr/ml) 0,925 ± 0,003 0,947 ± 0,007 1,008 ± 0,007 1,025 ± 0,007 1,040 ± 0,007 ) 33

(48) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 34 Dengan demikian, diperoleh nilai viskositas berbagai konsentrasi larutan gliserin seperti pada tabel 4.6 berikut: Tabel 4.6. Nilai viskositas berbagai konsentrasi larutan gliserin No 1 2 3 4 5 C 10% 20% 30% 40% 50% η (Ns/m2) 0,09 ± 0,02 0,10 ± 0,02 0,12 ± 0,02 0,13 ± 0,03 0,14± 0,03 Berdasarkan hasil di atas terlihat bahwa semakin besar konsentrasi larutan gliserin maka semakin besar viskositasnya. Dengan kata lain, semakin banyak kandungan gliserin di dalam air maka semakin kental larutan tersebut. Dengan menggunakan botol plastik dan alat suntik, percobaan viskositas menjadi lebih mudah dan murah dibandingkan dengan yang biasa dilakukan di lab untuk praktikum. Botol plastik bekas minuman sangat mudah ditemukan di sekitar kita, kalaupun harus membeli harganya sangat murah. Berbeda dengan tabung silinder kaca besar yang ada di lab, tentu harganya mahal. Selain itu, bola lebih lambat mencapai kecepatan konstannya dibandingkan dengan gelembung udara. Hal ini bisa menyebabkan lebih mudah untuk mengamati gerakan gelembung udara daripada bola. Ukuran alat suntik berpengaruh terhadap gelembung udara yang dihasilkan. Awalnya digunakan alat suntik bervolume 50 ml, namun sangat sulit untuk menghasilkan gelembung udara yang kecil. Alat suntik bervolume lebih kecil dari 10 ml memiliki bentuk tabung yang panjang. Jika digunakan, 34

(49) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 35 peneliti butuh waktu yang lebih lama ketika menginjeksikan udara.. Hal ini tidak baik karena mengakibatkan larutan gliserin dapat masuk ke dalam tabung yang harusnya hanya berisi udara saja. Oleh karena itu digunakan alat suntik bervolume 10 ml sehingga dapat menghasilkan gelembung bervolume 0,02 ml seperti yang diinginkan untuk keperluan penelitian. Gliserin dipilih sebagai larutan kental karena gliserin dapat larut di dalam air sehingga bisa divariasikan konsentrasinya dan digunakan untuk penelitian selanjutnya yang terkait, yaitu osilasi teredam sebagai fungsi dari viskositas. Jika menggunakan minyak goreng atau oli seperti yang lazim digunakan untuk percobaan viskositas, tidak dapat divariasikan konsentrasinya karena kedua jenis cairan tersebut tidak dapat larut dengan air. Namun, harga gliserin cukup mahal sehingga perlu dipikirkan ukuran botol plastik sebagai wadah agar dapat menghemat penggunaan gliserin. Digunakan 3 buah botol plastik bekas air mineral bervolume 600 ml yang digabungkan sehingga botol menjadi tinggi. Diameter botol yang kecil menyebabkan jumlah larutan gliserin yang dipakai tidak terlalu banyak, sekitar 1 liter untuk masing-masing konsentrasi. Botol dibuat tinggi supaya gelembung udara dapat menempuh jarak 25 cm dan waktu tempuhnya dapat diukur menggunakan stopwatch. Jika botol pendek, jarak tersebut juga menjadi lebih pendek dan waktu yang diperlukan gelembung udara untuk menempuh jarak tersebut juga menjadi sangat singkat sehingga sulit diukur menggunakan stopwatch. 35

(50) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 36 Mengukur waktu tempuh gelembung udara bisa juga dilakukan dengan cara merekam proses pergerakan gelembung udara dengan kamera video kemudian di analisis menggunakan software LoggerPro, tetapi gelembung udara yang berwarna bening (sewarna dengan larutan gliserin) sulit diamati saat menganalisis yaitu saat memberi titik-titik untuk menandai jejak gelembung udara yang bergerak. Oleh sebab itu, dipilih metode pengukuran menggunakan stopwatch. B. Osilasi Sistem Massa-Pegas Dalam Larutan Gliserin Dengan Beberapa Nilai Viskositas Menggunakan Video Proses osilasi direkam menggunakan kamera yang memiliki fasilitas perekam video. Berbagai jenis kamera dapat digunakan untuk merekam termasuk kamera ponsel. Dalam penelitian ini digunakan kamera Casio Exilim karena kualitas rekaman yang dihasilkan baik dan hasil rekaman dapat diolah dengan menggunakan software LoggerPro. Hasil rekaman video dianalisis dengan cara memberi titik-titik pada bagian bola yang sudah ditandai dengan plester hitam. Titik-titik dibuat dengan meng-klik ikon “add point” pada bagian analisis video. Setelah itu secara otomatis kursor akan berfungsi sebagai pemberi titik. Pemberian titiktitik dilakukan dengan cermat dan hati-hat untuk mengurangi kesalahan. Jika posisi titik yang dibuat tidak tepat maka akan mempengaruhi hasil akhir. Setelah selesai memberi titik-titik, secara otomatis akan muncul grafik pada layar. Terdapat dua grafik yaitu grafik pada posisi horizontal (x) dan posisi 36

(51) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 37 vertikal (y). Dipilih grafik pada posisi vertikal (y) kemudian difit menggunakan persamaan (24). 1. Larutan gliserin 10% Setelah dilakukan proses penganalisisan video menggunakan software LoggerPro, diperoleh grafik seperti pada gambar 4.1 berikut: Gambar 4.1. Grafik posisi fungsi waktu pada bola bermassa 0,266 kg dan berdiameter 6,4 cm yang berosilasi di dalam larutan gliserin 10% pada wadah penampung berdiameter 10,5 cm Grafik difit menggunakan persamaan Natural Exponent ( ) ( ) dan dengan menggunakan persamaan (24) dari teori x(t) = A0 ( ) ( ) nilai C pada grafik sepadan dengan nilai b/2m pada teori sehingga dapat diperoleh nilai koefisien redaman b: 37

(52) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 38 b=2mC dengan mensubstitusikan nilai C pada grafik, diperoleh nilai koefisien redaman b = 0,16 kg/s. Ralat nilai koefisien redaman diperoleh dengan cara: = √( ) ( ) √( ) ( ) Δb = 0,06 x b = 0,06 x 0,16 kg/s = 0,01 kg/s. Maka, nilai koefisien redaman pada sistem massa-pegas bermassa 0,266 kg dan berdiameter 6,4 cm yang berosilasi di dalam larutan gliserin 10% pada wadah penampung berdiameter 10,5 cm adalah b = (0,16 ± 0,01) kg/s. 38

(53) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 39 2. Larutan gliserin 20% Setelah dilakukan proses penganalisisan video menggunakan software LoggerPro, diperoleh grafik seperti pada gambar 4.2 berikut: Gambar4.2. Grafik posisi fungsi waktu pada bola bermassa 0,266 kg dan berdiameter 6,4 cm yang berosilasi di dalam larutan gliserin 20% pada wadah penampung berdiameter 10,5 cm Grafik difit menggunakan persamaan Natural Exponent ( ) ( ) dan dengan menggunakan persamaan (24) dari teori x(t) = A0 ( ) ( ) nilai C pada grafik sepadan dengan nilai b/2m pada teori sehingga dapat diperoleh nilai koefisien redaman b: b=2mC 39

(54) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 40 dengan mensubstitusikan nilai C pada grafik, diperoleh nilai koefisien redaman b = 0,16 kg/s. Ralat nilai koefisien redaman diperoleh dengan cara: = √( ) ( ) √( ) ( ) Δb = 0,06 x b = 0,06 x 0,16 kg/s = 0,01 kg/s. Maka, nilai koefisien redaman pada sistem massa-pegas bermassa 0,266 kg dan berdiameter 6,4 cm yang berosilasi di dalam larutan gliserin 20% pada wadah penampung berdiameter 10,5 cm adalah b = (0,16 ± 0,01) kg/s. 40

(55) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 41 3. Larutan gliserin 30% Setelah dilakukan proses penganalisisan video menggunakan software LoggerPro, diperoleh grafik seperti pada gambar 4.3 berikut: Gambar4.3. Grafik posisi fungsi waktu pada bola bermassa 0,266 kg dan berdiameter 6,4 cm yang berosilasi di dalam larutan gliserin 30% pada wadah penampung berdiameter 10,5 cm Grafik difit menggunakan persamaan Natural Exponent ( ) ( ) dan dengan menggunakan persamaan (24) dari teori x(t) = A0 ( ) ( ) nilai C pada grafik sepadan dengan nilai b/2m pada teori sehingga dapat diperoleh nilai koefisien redaman b: b=2mC 41

(56) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 42 dengan mensubstitusikan nilai C pada grafik, diperoleh nilai koefisien redaman b = 0,19 kg/s. Ralat nilai koefisien redaman diperoleh dengan cara: = √( ) ( ) √( ) ( ) Δb = 0,05 x b = 0,05 x 0,19 kg/s = 0,01 kg/s. Maka, nilai koefisien redaman pada sistem massa-pegas bermassa 0,266 kg dan berdiameter 6,4 cm yang berosilasi di dalam larutan gliserin 30% pada wadah penampung berdiameter 10,5 cm adalah b = (0,19 ± 0,01) kg/s. 42

(57) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 43 4. Larutan gliserin 40% Setelah dilakukan proses penganalisisan video menggunakan software LoggerPro, diperoleh grafik seperti pada gambar 4.4 berikut: Gambar4.4. Grafik posisi fungsi waktu pada bola bermassa 0,266 kgdan berdiameter 6,4 cm yang berosilasi di dalam larutan gliserin 40% pada wadah penampung berdiameter 10,5 cm Grafik difit menggunakan persamaan Natural Exponent ( ) ( ) dan dengan menggunakan persamaan (24) dari teori x(t) = A0 ( ) ( ) nilai C pada grafik sepadan dengan nilai b/2m pada teori sehingga dapat diperoleh nilai koefisien redaman b: b=2mC 43

(58) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 44 dengan mensubstitusikan nilai C pada grafik, diperoleh nilai koefisien redaman b = 0,25 kg/s. Ralat nilai koefisien redaman diperoleh dengan cara: = √( ) ( ) √( ) ( ) Δb = 0,01 x b = 0,01 x 0,25 kg/s = 0,02 kg/s. Maka, nilai koefisien redaman pada sistem massa-pegas bermassa 0,266 kg dan berdiameter 6,4 cm yang berosilasi di dalam larutan gliserin 40% pada wadah penampung berdiameter 10,5 cm adalah b = (0,25 ± 0,02) kg/s. 44

(59) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 45 5. Larutan gliserin 50% Setelah dilakukan proses penganalisisan video menggunakan software LoggerPro, diperoleh grafik seperti pada gambar 4.5 berikut: Gambar4.5. Grafik posisi fungsi waktu pada bola bermassa 0,266 kgdan berdiameter 6,4 cm yang berosilasi di dalam larutan gliserin 50% pada wadah penampung berdiameter 10,5 cm Grafik difit menggunakan persamaan Natural Exponent ( ) ( ) dan dengan menggunakan persamaan (24) dari teori x(t) = A0 ( ) ( ) nilai C pada grafik sepadan dengan nilai b/2m pada teori sehingga dapat diperoleh nilai koefisien redaman b: b=2mC 45

(60) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 46 dengan mensubstitusikan nilai C pada grafik, diperoleh nilai koefisien redaman b = 0,26 kg/s. Ralat nilai koefisien redaman diperoleh dengan cara: = √( ) ( ) √( ) ( ) Δb = 0,07 x b = 0,07 x 0,26 kg/s = 0,02 kg/s. Maka, nilai koefisien redaman pada sistem massa-pegas bermassa 0,266 kg dan berdiameter 6,4 cm yang berosilasi di dalam larutan gliserin 50% pada wadah penampung berdiameter 10,5 cm adalah b = (0,26 ± 0,02) kg/s. Nilai koefisien redaman sistem massa-pegas bermassa 266 gram dan berdiameter 6,4 cm yang berosilasi di dalam berbagai konsentrasi larutan gliserin pada wadah penampung berdiameter 10,5 cm disajikan pada tabel 4.7 berikut ini: Tabel 4.7. Koefisien redaman sistem massa-pegas bermassa 266 gram dan berdiameter 6,4 cm yang berosilasi di dalam berbagai konsentrasi larutan gliserin pada wadah penampung berdiameter 10,5 cm Konsentrasi (%) Viskositas (Ns/m2) Koefisien redaman (kg/s) 10 0,09 ± 0,02 0,16 ± 0,01 20 0,10 ± 0,02 0,16 ± 0,01 30 0,12 ± 0,02 0,19 ± 0,01 40 0,13 ± 0,03 0,25 ± 0,02 50 0,14 ± 0,03 0,26 ± 0,02 Berdasarkan tabel 4.7 dapat diketahui bahwa semakin besar konsentrasi larutan gliserin maka semakin besar koefisien redamannya. Dengan gaya gesek antar molekul yang lebih kuat, cairan yang lebih kental lebih mudah untuk meredam gerak osilasi yang sedang terjadi. Akibatnya gerak bola 46

(61) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 47 semakin melambat ditandai dengan perubahan amplitudo pada grafik yaitu semakin lama amplitudo semakin mengecil. Jika grafik osilasi sistem massapegas di dalam larutan gliserin dengan beberapa nilai viskositas ditampilkan berurutan seperti pada lampiran 4, maka dapat dilihat bahwa perubahan panjang amplitudo tidak terjadi secara linear melainkan secara eksponensial terhadap waktu dan besar perubahannya berbeda untuk setiap nilai viskositas larutan. Untuk selang waktu yang sama, semakin besar nilai viskositas larutan peredam maka redaman semakin besar. Pada jurnal, radaman pada gerak osilasi sistem massa-pegas diteliti menggunakan force detector. Peneliti sendiri, sebelum menggunakan video, telah digunakan motion detector untuk meneliti osilasi teredam sebagai fungsi dari viskositas ini. Baik force detector maupun motion detector harus diletakkan di bawah bola yang berosilasi dengan jarak pisah tertentu sehingga dapat mendeteksi gerakan bola dengan baik. Sedangkan pada penelitian ini terdapat wadah berisi cairan yang diletakkan di bawah bola. Akibatnya detektor tidak dapat diletakkan tepat di bawah bola, melainkan agak ke samping, menggunakan statip sebagai penahannya. Dengan keadaan ini, tidak bisa didapatkan grafik yang baik yang bisa menunjukkan adanya redaman. Dengan menggunakan video, proses osilasi dapat diikuti secara kontinyu. Video dapat digunakan untuk mendapatkan nilai posisi setiap saat dari beban yang sedang berosilasi. Hasil rekaman video kemudian dianalisa dengan bantuan software LoggerPro, menggunakan program analisis video. Program ini membuat pelaksanaan eksperimen menjadi relatif mudah dan lebih cepat 47

(62) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 48 karena hasil rekaman video dapat langsung dianalisis dan secara otomatis grafik muncul di layar komputer. Grafik kemudian difit dengan persamaan yang sesuai dan dalam beberapa saat diperoleh hasil. Selain itu, nilai posisi setiap saat dari beban yang sedang berosilasi secara otomatis tercatat di dalam tabel. Pada awalnya dibuat juga larutan gliserin dengan konsentrasi 75% namun sistem massa-pegas tidak dapat berosilasi di dalamnya. Setelah diberi simpangan, sistem massa-pegas langsung kembali ke posisi setimbangnya tanpa berosilasi. Hal ini disebabkan karena larutan yang sangat kental sehingga gaya hambatnya lebih besar daripada gaya pemulihnya. Oleh karena itu larutan gliserin 75% tidak digunakan dalam penelitian ini. Penggunaan video untuk mengukur koefisien redaman sebagai fungsi dari viskositas juga dapat dimanfaatkan sebagai media pembelajaran di sekolah. Mengukur sesuatu menggunakan video bukanlah hal yang lazim dilakukan. Hal yang unik seperti ini bisa meningkatkan ketertarikan dan rasa ingin tahu siswa. Selain itu, menggunakan video untuk belajar tentunya akan membuat pelajaran fisika jadi menyenangkan. Namun dalam penelitian ini juga terdapat keterbatasan, baik pada alat, hasil rekaman video, maupun pada peneliti saat menganalisa video. Keterbatasan pada alat yaitu pada saat berosilasi seharusnya sistem hanya bergerak secara vertikal, namun kenyataannya sistem sedikit bergerak secara horizontal. Hal ini dapat diamati melalui grafik posisi horizontal (x) yang secara otomatis muncul saat memberi titik-titik pada bagian bola yang sudah 48

(63) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 49 ditandai dengan plester hitam. Grafik posisi horizontal (x) seharusnya datar untuk menunjukkan bahwa sistem tidak bergerak secara horizontal. Tetapi pada kenyataannya, grafik tersebut tidak membentuk garis datar. Untuk satu kali percobaan, harus dilakukan beberapa kali perekaman video supaya dapat dipilih mana hasil rekaman terbaik. Kadang terdapat gambar yang goyang dan kabur sehingga tidak baik untuk dianalisa. Sedangkan keterbatasan peneliti saat menganalisa video yaitu saat memberi titik-titik pada bagian bola yang sudah ditandai dengan plester berwarna hitam. Ada kemungkinan peneliti melakukan kesalahan saat memberikan titik. 49

(64) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI BAB V KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan Pada penelitian ini telah dilakukan pengamatan terhadap redaman pada gerak osilasi sistem massa-pegas. Larutan gliserin digunakan sebagai peredam. Pengamatan dilakukan dengan menganalisis hasil rekaman video menggunakan software LoggerPro. Dari keseluruhan penelitian yang dilakukan, diperoleh hasil: 1. Pengamatan redaman pada gerak osilasi sistem massa-pegas di dalam larutan gliserin dapat dilakukan dengan merekam proses osilasi menggunakan kamera video kemudian hasil rekamannya dianalisis dengan menggunakan software LoggerPro. Hasil analisis berupa grafik yang kemudian difit sehingga menghasilkan nilai koefisien redaman. Nilai koefisien redaman menunjukkan besar redaman yang terjadi. 2. Viskositas berpengaruh pada redaman. Semakin besar viskositas cairan maka semakin mudah untuk meredam gerak osilasi yang sedang terjadi.

(65) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 51 B. Saran Bagi pembaca yang berminat melakukan penelitian lebih lanjut, penulis menyarankan untuk: 1. Mengaduk gliserin murni dengan air hingga benar-benar merata saat membuat larutan gliserin. Hal ini untuk menghindari gliserin menggumpal di dalam air. 2. Membuat tanda yang jelas pada bola supaya dapat menganalisis video dengan baik. 3. Menyesuaikan massa bola dengan kekentalan larutan. Jika bola terlalu ringan maka tidak dapat berosilasi di dalam larutan yang kental. 51

(66) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI DAFTAR PUSTAKA Halliday. Resnick. Walker. 2005. Fisika Dasar Edisi 7 Jilid 1. Jakarta: Erlangga. Limiansih, Kintan dan Santosa, Ign Edi. 2013. Redaman Pada Pendulum Sederhana. Prosiding Pertemuan Ilmiah XXVII HFI Jateng & DIY, Solo. M. S. Greenwood.Using Videotapes to Study Underdamped Motion of A Pendulum: A Laboratory Project. Am. J.Phys. July 1987: 645-648. Mendoza-Arenas, J. J. Perico, E. L. D and Fajardo, F. 2009. Motion of A Damped Oscillating Sphere As A Function of The Medium Viscosity. Eur. J. Phys. 31(2010): 129-141. Santosa, Edi. 2012. Eksperimen Fisika Berbasis Komputer. Yogyakarta : Universitas Sanata Dharma. Serway, Jewett. 2009. Fisika Untuk Sains dan Teknik. Jakarta: Salemba Teknika. Young, Hugh D. Freedman, Roger A. 2000. Fisika Universitas Edisi Kesepuluh Jilid 1. Jakarta: Erlangga.

(67) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI LAMPIRAN A. Lampiran 1 : Ralat pengukuran waktu yang diperlukan gelembung udara untuk menempuh jarak 0,25 m di dalam larutan gliserin 20%, 30%, 40%, dan 50% B. Lampiran 2 :Perhitungan nilai kecepatan terminal gelembung udara yang menempuh jarak 25 cm di dalam larutan gliserin 20%, 30%, 40%, dan 50%. C. Lampiran 3: Perhitungan massa jenis larutan gliserin 20%, 30%, 40%, dan 50%. D. Lampiran 4: Grafik osilasi sistem massa-pegas di dalam larutan gliserin dengan beberapa nilai viskositas yang ditampilkan berurutan.

(68) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 54 LAMPIRAN 1 Ralat pengukuran waktu yang diperlukan gelembung udara untuk menempuh jarak 0,25 m di dalam larutan gliserin 20%, 30%, 40%, dan 50% Tabel 1. Ralat pengukuran waktu yang diperlukan gelembung udara untuk menempuh jarak 0,25 m di dalam larutan gliserin 20% No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ ( ( ̅) t (s) 0,91 0,92 0,92 0,95 0,91 0,92 0,97 0,93 0,93 0,91 ) ̅ (s) 0,927 0,927 0,927 0,927 0,927 0,927 0,927 0,927 0,927 0,927 Σ( √ ( ̅ (s) ( ̅)2(s2) -0,017 0,000289 -0,007 0,000049 -0,007 0,000049 0,023 0,000529 -0,017 0,000289 -0,007 0,000049 0,043 0,001849 0,003 0,000009 0,003 0,000009 -0,017 0,000289 2 2 ̅) (s ) 0,00341 s ) Waktu yang diperlukan gelembung udara untuk menempuh jarak 0,25 m di dalam larutan gliserin 20% adalah ̅ (0,93 ± 0,01) sekon. 54

(69) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 55 Tabel 2. Ralat pengukuran waktu yang diperlukan gelembung udara untuk menempuh jarak 0,25 m di dalam larutan gliserin 30% No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ ( ( ̅) t (s) 1,09 1,07 1,09 1,09 1,08 1,09 1,09 1,06 1,07 1,09 ) √ ̅ (s) 1,082 1,082 1,082 1,082 1,082 1,082 1,082 1,082 1,082 1,082 Σ( ( ̅ (s) ( ̅)2(s2) 0,008 0,000064 -0,012 0,000144 0,008 0,000064 0,008 0,000064 -0,002 0,000004 0,008 0,000064 0,008 0,000064 -0,022 0,000484 -0,012 0,000144 0,008 0,000064 2 2 ̅) (s ) 0,00116 s ) Waktu yang diperlukan gelembung udara untuk menempuh jarak 0,25 m di dalam larutan gliserin 30% adalah ̅ (1,08 ± 0,01) sekon. Tabel 3. Ralat pengukuran waktu yang diperlukan gelembung udara untuk menempuh jarak 0,25 m di dalam larutan gliserin 40% No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 t (s) 1,1 1,1 1,13 1,1 1,11 1,13 1,13 1,13 1,11 1,1 ̅ (s) 1,114 1,114 1,114 1,114 1,114 1,114 1,114 1,114 1,114 1,114 Σ( ̅ (s) ( ̅)2(s2) -0,014 0,000196 -0,014 0,000196 0,016 0,000256 -0,014 0,000196 -0,004 0,000016 0,016 0,000256 0,016 0,000256 0,016 0,000256 -0,004 0,000016 -0,014 0,000196 2 2 ̅) (s ) 0,00184 55

(70) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 56 √ ( ( ̅) ) √ ( s ) Waktu yang diperlukan gelembung udara untuk menempuh jarak 0,25 m di dalam larutan gliserin 40% adalah ̅ (1,11 ± 0,01) sekon. Tabel 4.Ralat pengukuran waktu yang diperlukan gelembung udara untuk menempuh jarak 0,25 m di dalam larutan gliserin 50% No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ ( ( ̅) t (s) 1,18 1,16 1,15 1,19 1,14 1,19 1,19 1,16 1,16 1,17 ) ̅ (s) 1,162 1,162 1,162 1,162 1,162 1,162 1,162 1,162 1,162 1,162 Σ( √ ( ̅ (s) ( ̅)2(s2) 0,018 0,000324 -0,002 0,000004 -0,012 0,000144 0,028 0,000784 -0,022 0,000484 0,028 0,000784 0,028 0,000784 -0,002 0,000004 -0,002 0,000004 0,008 0,000064 ̅)2(s2) 0,00338 s ) Waktu yang diperlukan gelembung udara untuk menempuh jarak 0,25 m di dalam larutan gliserin 50% adalah ̅ (1,16 ± 0,01) sekon. 56

(71) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 57 LAMPIRAN 2 Perhitungan nilai kecepatan terminal gelembung udara yang menempuh jarak 25 cm di dalam larutan gliserin 20%, 30%, 40%, dan 50%. 1. ̅ Ralat untuk kecepatan terminal diperoleh dengan cara sebagai berikut: = √( ) ̅ √( ( ̅) ) ( ) = 0,01 Nilai kecepatan terminal gelembung udara yang menempuh jarak 25 cm di dalam larutan gliserin 20% adalah 2. ( ̅ ) . Ralat untuk kecepatan terminal diperoleh dengan cara sebagai berikut: = √( ) ̅ √( ( ̅) ) ( ) = 0,01 Nilai kecepatan terminal gelembung udara yang menempuh jarak 25 cm di dalam larutan gliserin 30% adalah ( ) . 57

(72) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 58 3. ̅ Ralat untuk kecepatan terminal diperoleh dengan cara sebagai berikut: = √( ) ̅ √( ( ̅) ) ( ) = 0,01 Nilai kecepatan terminal gelembung udara yang menempuh jarak 25 cm di dalam larutan gliserin 40% adalah 4. ( ̅ ) . Ralat untuk kecepatan terminal diperoleh dengan cara sebagai berikut: = √( ) ̅ √( ( ̅) ) ( ) = 0,01 Nilai kecepatan terminal gelembung udara yang menempuh jarak 25 cm di dalam larutan gliserin 50% adalah ( ) . 58

(73) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 59 LAMPIRAN 3 Perhitungan massa jenis larutan gliserin 20%, 30%, 40%, dan 50%. 1. ρ gliserin 20% = = 0,94 gr/ml Ralat untuk massa jenis larutan gliserin diperoleh dengan cara sebagai berikut: = √( ) ̅ ( ) √( ) ( ) = 0,007 Maka massa jenis larutan gliserin 20% adalah ρf = (0,947 ± 0,007) gr/ml 2. ρ gliserin 30% = = 1,008 gr/ml Ralat untuk massa jenis larutan gliserin diperoleh dengan cara sebagai berikut: = √( ) ̅ ( ) √( ) ( ) = 0,007 Maka massa jenis larutan gliserin 30% adalah ρf = (1,008 ± 0,007) gr/ml 3. ρ gliserin 40% = = 1,025 gr/ml Ralat untuk massa jenis larutan gliserin diperoleh dengan cara sebagai berikut: 59

(74) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 60 = √( ) ̅ ( ) √( ) ( ) = 0,007 Maka massa jenis larutan gliserin 40% adalah ρf = (1,025 ± 0,007) gr/ml 4. ρ gliserin 50% = = 1,040 gr/ml Ralat untuk massa jenis larutan gliserin diperoleh dengan cara sebagai berikut: = √( ) ̅ ( ) √( ) ( ) = 0,007 Maka massa jenis larutan gliserin 50% adalah ρf = (1,040 ± 0,007) gr/ml 60

(75) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 61 LAMPIRAN 4 61

(76) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

(77)

Dokumen baru

Tags

Dokumen yang terkait

Pengukuran nilai target strength ikan pelagis dengan menggunakan sistem akustik BIM terbagi di perairan Selat Makassar dan Laut Sulawesi
0
14
105
Pendugaan koefisien lintas dengan menggunakan proc orthoreg
0
6
19
Redaman pada sistem osilasi pegas-benda dengan massa yang berkurang secara kontinyu.
0
1
74
Pengukuran koefisien redaman magnetik pada magnet yang bergerak di atas air track menggunakan analisis video dengan Software Logger Pro.
0
0
96
Pengukuran koefisien restitusi pada bidang miring untuk berbagai sudut menggunakan video.
0
5
97
Pengukuran tegangan permukaan larutan detergen menggunakan apitan kaca dengan bantuan analisa foto.
0
3
76
Pengukuran koefisien viskositas untuk menentukan jari-jari molekul gliserol - Widya Mandala Catholic University Surabaya Repository
0
0
11
Transform laplace dan penerapannya dalam penyelesaian masalah nilai awal persamaan diferensial linear orde dua dengan koefisien konstan khususnya pada getaran pegas - USD Repository
0
0
118
Laju korosi Stainless Steel 304 pada larutan H2SO4 - USD Repository
0
0
87
Generalisasi beberapa aturan dalam geometri dengan menggunakan darab eksterior - USD Repository
0
0
156
Laju korosi stainless steel 304 dalam larutan HNO3 - USD Repository
0
0
64
Karakteristik pompa nifte energi termal menggunakan pipa osilasi ¾ inci - USD Repository
0
0
113
Pengaruh penambahan bahan pengental gliserin dan surfaktan cocoamidopropyl betaine terhadap viskositas ketahanan busa pada sediaan sabun cair transparan : aplikasi desain faktorial - USD Repository
0
1
83
TUGAS AKHIR - Pemberi peringatan resiko keamanan rumah menggunakan layanan video call pada sistem GSM 3G - USD Repository
0
0
57
Analisis perbandingan kualitas video call pada VOIP dengan menggunakan codec video H.261, H.263, dan H.264 - USD Repository
0
0
95
Show more