LINEAR AIR TRACK

   PERCOBAAN IV 

LINEAR AIR TRACK

I.              TUJUAN

1.      Untuk mengamati pengaruh gesekan terhadap kecepatan

2.      Untuk mengamati pengaruh beban terhadap kecepatan

3.      Untuk mengetahui aplikasi dari linear air track dalam kehidupan sehari-hari

4.      Untuk mengetahui hubungan antara Hukum Newton I, II, dan III

II.      LANDASAN TEORI

Hubungan antara gaya dan percepatan yang dihasilkanya, pertama kalidipahami oleh Issac Newton ( 1642 – 1727) dan merupakan polol dari kajian bab ini. Kajian tentang hubungan ini, seperti yang dipresentasikan oleh Newton, disebut mekanika Newton . kita akan fokus pada ketiga hukum dasar gerakan yang dimilikinya kecepatan, termasuk kecepatan yang mendekati kecepatan cahaya. Mekanika Newton tidak berlaku untuk semua situasi. Jika kecepatan dari benda – benda yang berinteraksi sangat besar – misalnya mendekati kecepatan cahaya – kita harus mengganti mekanika newton dengan teori relativitas khusus Einstein,yang berlaku untuk semua. Jika benda – benda yang berinteraksi berskala atom (misalnya electron – electron pada atom), kita harus mengganti mekanika Newton dengan mekanika kuantum. Para fisikawan saat ini melihat mekanika Newton sebagai kasus khusuus disbanding kedua teori yang lebih kompheresif tersebut. Akan tetapi mekanika Newton tetap saja merupakan kasus khusus yang sangat penting untuk dipelajarikarena berlaku untuk gerak objek mulai dari ukuran yang sangat kecil (hamper pada skala struktur atom) sampai ukuran astronomi (galaksi dan gugus galaksi).

 Sebelum Newton merumuskan hukum mekaniknya, ia menganggap bahwa beberapa hal, atau bisa disebut gaya, diperlukan untuk membuat benda tetap bergerak dengan kecepatan konstan. Sama halnya, sebuah benda dianggap berda dalam keadaan alamiah saat benda dalam keadaan diam. Untuk sebuah benda agar bergerak dengan kecepatan konstan, tampaknya harus dilakukan dengan beberapa cara, yaitu dengan dorongan atau tarikan. Jika tidak, secara alamiah benda tersebut akan berhenti bergerak.

Jika anda mengulirkan sekeping bola hoki di atas lantai kayu,pasti kepingan itu akan melambat dan kemudian berhenti. Jika anada ingin kepingan kepingan itu bergerak konstan, anda harus menarik atau mendorongnya terus menerus.Namun demikian, jika anda mengulirkan kepingan bola hoki di atas arena ice skating, bola hoki tersebut akan meluncur lebih jauh. Dari pengamatan tersebut, kita dapat menyimpulkan bahwa benda akan terus bergerak dengan kecepatan konstan bila tidak ada yang bekerja padanya. Ini yang mengantarkan kita pada hokum pertama Newton dari tga hukum geraknya.

Hukum pertama Newton : Jika tidak ada gaya yang bekerja pada benda, kecepatan benda tidak akan berubah; atau benda tidak akan mengalami percepatan.

Hukum kedua Newton : Yaitu resultan gaya yang bekerja pada benda sebanding dengan hasil kali massa benda dan percepatanya. Dalam bentuk persamaan :

  = 1.1)

Persamaan ini sangat sederhana, tetapi kita harus menggunakannya dengan hati-hati. Pertama, kita harus pastikan kepada benda yang mana hukum kedua Newton tersebut akan kita terapkan kemudian  haruslah jumlah vector dari semua gaya yang berlaku pada benda. Hanya gaya yang berlaku pada benda saja yang dimasukkan dalam penjumlahan vector,bukan gaya yang berlaku pada benda lainyang mungkin terlibat dalam situasi yang diberikan.Jika tubuh diwakili sebagai sekumpulan partikel diskrit, masing-masing diatur oleh hukum-hukum Newton tentang gerak, maka hukum Euler dapat diturunkan dari hukum Newto Pada sebuah system yang tetdiri atas satu benda diatur oleh hukum-hukum Newton tentang gerak, maka hukum Euler dapat diturunkan dari hukum atau lebih, maka gaya yang bekerja pada benda dalam system tersebut yang berasal dari luar system disebut dengan gaya eksternal. Jika benda – benda yang membentuk system terhubung secra kaku satu sama lain, kita dapat memperlakukan system tersebut sebagai satu gabungan benda, dan gaya resultan pada gabungan benda tersebut adalah jumlah vector dari semua gaya eksternal.

Hukum ketiga Newton

Dua benda dikatakan berinteraksi bila merka mendorong atau menarik satu sama lain yaitu ketika gaya bekerja pada tiap benda karena benda yang lain.

Hukum ketiga newton  ketika dua benda berinteraksi, gaya pada kedua benda yang berasal dari satu sam lain selalu sama magnitudonya (besarnya) dan berlawana arah.

                                                                                                               ( Hallyday,2005)

Konsep gerak seragam sekarang harus dibuat lebih tepat. Semua gerak harus diuraikan nisbi terhadap kerangka acuan tertentu, yang kita akan selalu mengambilnya sebagai kerangka inersial. Bagaimanapun, adalah tidak perlu menyatakan kerangka inersial. Bagaimana, pun adalah tidak perlu menyatakan kerangka inersial khusus yang mana kita pergunakan karena asas kenisbian menjamin kita bahwa semua kerangka inersial adalah setara untuk tujuan – tujuan fisika. Sebuah benda bergerak dengan laju tetap v jika jarak d yang ditempuhnya dalam waktu t ddiberikan oleh

                           d = v t                         (1.2)

untuk semua nilai i. tetapan v adalah laju benda itu. Dimensi  dari laju adalah [L/T],dan satuan laju yang umum adalah kaki per detik (ft/s), mil per jam (mill/jam), dan meter per detik (m/s).gambar 4.1 adalah grafik d terhadap t untuk kasus dengan v = 5 m/s.

Kecepatan v dari sebuah benda yang bergerak adalah besaran vector dengan besar v (laju benda) dan arah (arah gerak benda).. gerak seragam adalah gerak dengan kecepatan tetap. Karena kecepatan adalah vektor, kecepatan tetap menentukan dua hal;

1.                       Laju v tidak berubah

2.                       Arah gerak tidak berubah ( gerak dalam garis lurus)

Jadi gerak seragam ( kecepatan tetap) adalah gerak dalam suatu garis lurusdengan laju tetap. Sebuah benda rehat adalah kasus khusus dari gerak seragam dengan laju adalah nol. Sebuah benda yang bergerak tidak dengan kecepatan tetap dikatakan mengalami percepatan. Yaitu, benda yang berpercepatan tidak bergerak dalam garis satu lurus atau tidak bergerak dengan laju tetap atau tidak kedua-duanya.

Ini adalah gerak yang didalamnya benda bergerak dalam garis lurus dengan laju berubah v yang diberikan untuk setiap saat t oleh,

                           v = v_{0  +} at                                (1.3)

dengan v₀ adalah laju benda pada saatt=0 dan a adalah percepatan. Arti dari a dalam persamaan 1.2 dapat dilihat dengan menyisipkan persamaan ini ke dalam persamaan berikut,

                            (1.4)

 Ini menunjukkan bahwa tetapan a dalam persamaan 1.2 adalah besar percepatan benda. Karena gerak ada dalam garis lurus,a dipandang sebagai besaran scalar yang dapat positif ataupun negative,gayut pada apakah laju benda bertambah atau berkurang. Kakas gravitas adalah satu = satunya kakas pada benda yang tak tertopang.

Dengan demikian benda itu tidak dapat beradabdala kesetimbangan, dan karenanya benda itu jatuh. Dari penelaahannya tentang gerak benda – benda yang jatuh, galileo mendapatkan bahwa  semua benda jatuh dengan percepatan linear dan bahwa (dalam hampa) besar percepatan adalah sama untuk semua benda. Ini tidak dengan sendirinya jelas;  sebuah bulu tidak jatuh secepat sebuah batu karang. Tetapi  ini dikarenakan udara mengenakan kakas ke atas yang secara nisbi besar pada bulu yang jatuh (hambatan udara) yang sebagian menopangnya. Didalam hampa udara, sebuah bulu memang jatuh dengan percepatan yang sama.Rumus umum untuk jarak dyang ditempuh dalam waktu toleh benda yang memulai dari rehat dan dipercepat dengan percepatan tetap a dengan demikian adalah

                                                                       

                               (1.6)                     

Grafik 2.2 adalah grafik d terhadap t untuk kasus dengan a = 9,8 m/s² . (Bandingkan ini dengan gambar (2.1). Jika benda mulai dengan kecepatan awal v_o jarak yang ditempuh dalam waktu t diberikan,

                                                                 (1.7).  

Gerak pesawat melalui udara dapat dijelaskan dan dijelaskan oleh kepala fisik yang ditemukan lebih dari 300 tahun yang lalu oleh Sir Isaac Newton. Newton bekerja di banyak bidang matematika dan fisika. Dia mengembangkan teori gravitasi pada tahun 1666, ketika dia hanya 23 tahun. Beberapa puluh tahun kemudian, pada 1686, dia mempresentasikan tiga hukum gerak dalam "Principia Mathematica Philosophiae Naturalis." Undang-undang yang ditunjukkan di atas, dan penerapan undang-undang untuk aerodinamis diberikan pada slide yang terpisah.

Hukum pertama yang setiap benda akan tetap pada saat istirahat atau gerak seragam dalam garis lurus kecuali dipaksa untuk mengubah negara dengan aksi kekuatan eksternal. Hal ini biasanya diambil sebagai definisi inersia. Titik kunci di sini adalah bahwa jika tidak ada gaya total yang bekerja pada sebuah benda (jika semua kekuatan eksternal membatalkan satu sama lain) maka objek akan mempertahankan kecepatan konstan. Jika kecepatan adalah nol, maka objek tetap beristirahat. Jika kekuatan eksternal diterapkan,kecepatan akan berubah karena gaya. Hukum kedua menjelaskan bagaimana kecepatan sebuah benda berubah ketika terkena kekuatan eksternal. Undang-undang mendefinisikan kekuatan untuk menjadi sama dengan perubahan momentum (massa kali kecepatan) per perubahan waktu. Newton juga mengembangkan kalkulus matematika, dan "perubahan" yang dinyatakan dalamhukum kedua yang paling akurat didefinisikan dalam bentuk diferensial. (Kalkulus juga dapat digunakan untuk menentukan kecepatan dan variasi lokasi dialamoleh obyek sasaran kekuatan eksternal.) Untuk objek dengan massa m konstan, Hukum kedua menyatakan bahwa gaya F adalah produk darimassa obyek dan yangpercepatan a:

                           F=ma                           (1.8)

Untuk gaya yang diterapkan eksternal, perubahan kecepatan tergantung pada massa benda. Sebuah gaya yang akan menyebabkan perubahan kecepatan, dan juga, perubahan dalam kecepatan akan menghasilkan kekuatan. Persamaan bekerja dua arah.

Hukum Newton yang diterapkan pada badan (objek) yang dianggap atau diidealkan sebagai sebuah partikel, dalam arti bahwa tingkat tubuh diabaikan dalam evaluasi geraknya, yaitu, objek kecil dibandingkan dengan jarak yang terlibat dalam analisis, atau deformasi dan rotasi tubuh adalah tidak penting dalam analisis. Suatu gaya tunggal hanyalah salah satu bagian dari interaksi timbal-balik antara dua benda. Secara eksperimen diketahui bahwa jika sebuah benda melakukan gaya pada benda kedua, maka benda kedua selalu membalas melakukan gaya pada yang pertama. Selanjutnya diketahui pula bahwa kedua benda ini sama besar, tetapi arahnya berlawanan. Karena itu tidak munngkin memperoleh sebuah gaya tunggal terisolasi Oleh karena itu, planet dapat diidealkan sebagai partikel untuk analisis gerak orbitnya sekitar bintang.

Dalam bentuk aslinya, hukum gerak Newton tidak cukup untuk mengkarakterisasi gerakan tubuh kaku dan badan mampudeformasi. Leonard Euler pada tahun 1750 memperkenalkan generalisasi hukum gerak Newton untuk benda kaku yang disebut hukum Euler tentang gerak, kemudian diterapkan juga untuk tubuh mampudeformasi diasumsikan sebagai sebuah kontinum. Jika tubuh diwakili sebagai sekumpulan partikel diskrit, masing-masing diatur oleh hukum-hukum Newton tentang gerak, maka hukum Euler dapat diturunkan dari hukum Newton. Hukum Euler dapat, bagaimanapun, dianggap sebagai aksioma menggambarkan hukum gerak tubuh untuk diperpanjang, secara independen dari setiap struktur partikel. Hukum Newton terus hanya berkenaan dengan satu set tertentu dari kerangka acuan yang disebut kerangka acuan inersia atau Newtonian. Beberapa penulis menafsirkan hukum pertama sebagai mendefinisikan apa kerangka acuan inersia adalah, dari sudut pandang ini, hukum kedua hanya berlaku ketika pengamatan terbuat dari kerangka acuan inersial, dan karena itu hukum pertama tidak dapat dibuktikan sebagai kasus khusus dari yang kedua. Penulis lain yang memperlakukan hukum pertama sebagai konsekuensi dari kedua. Konsep eksplisit kerangka acuan inersia tidak dikembangkan sampai lama setelah kematian Newton

Dalam interpretasi diberikan massa, percepatan, momentum, dan (yang paling penting) kekuatan diasumsikan eksternal didefinisikan jumlah. Ini adalah penafsiran yang paling umum, namun tidak hanya: satu dapat mempertimbangkan undang-undang yang menjadi definisi jumlah ini.Newtonian mekanik telah digantikan oleh relativitas khusus, tetapi masih berguna sebagai sebuah pendekatan yang terlibat ketika kecepatan jauh lebih lambat dari kecepatan cahaya.

Undang-undang ketiga bahwa untuk setiap tindakan (kekerasan) di alam ada reaksi sama dan berlawanan. Dengan kata lain, jika objek A memberikan gaya pada benda B, maka objek B juga mengerahkan kekuatan yang sama pada Perhatikan objek A. bahwa pasukan yang diberikan pada objek yang berbeda. Hukum ketiga dapat digunakan untuk menjelaskan generasi angkat oleh sayap dan produksi dorong oleh mesin jet.Anda dapat melihat film pendek "Orville dan Wilbur Wright" menjelaskan bagaimana Hukum Newton tentang Gerak menggambarkan penerbangan pesawat mereka.                                 

                       (http://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/airplane/newton.html)

Berabad-abad masalah gerak dan penyebabnya menjadi topik utama dalam filsafat alami (nama lama untuk fisika). Baru kemudian, dengan kemunculan Galileo dan Newton, diperoleh kemajuan yang nyata, Isaac Newton dilahirkan di Inggris dalam tahun kematian Galileo, adalah bangunan prinsip dari mekanika klasik. Beliau memberikan hasil dari ide Galileo dan pendahulunya yang lain kepada buah nyata yang diungkapkan melalui tiga hukumnya (pertama kali dikemukakan dalam tahun 1686) dalam bukunya Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, yang biasa dikenal sebagai principia.

Sebelum zaman Galileo, sebagian besar ahli filsafat berpendapat  bahwa agar benda tetap bergerak perlu ada pengaruh luar atau gaya. Menurut merekakeadaan alami benda adalah diam. Mereka yakin bahwa agar sebuah benda bergerak, misalnya sepanjang garis lurus dengan laju konstan, diperlukan suatu pengaruh luar yang mendorongnya terus menerus; bila penggerak luar ini tidak ada, benda akan berhenti dengan sendirinya. Selanjutnya diketahui pula bahwa kedua benda ini sama besar, tetapi arahnya berlawanan.

Perhatikan bahwa hukum gerak pertama tercakup dalam hukum kedua sebagai hal khusus, yaitu bila F = 0, maka a = 0. Dengan perkataan lain jika resultan gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan nol, maka percepatannya juga sama dengan nol. Jadi bila tidak ada gaya yang bekerja pada benda, benda akan bergerak dengan kecepatan konstan atau diam (kecepatan nol). Dengan demikian dari ketiga hukum newton hanya dua yang bebas (tidak bergantung), yaitu hukum kedua dan ketiga. Bagian dinamika gerak partikel yang hanya memuat sistem dengan resultan gaya F sama dengan nol disebut statika. Gaya yang bekerja pada suatu benda berasal dari benda-benda lain yang membentuk lingkungannya. Suatu gaya tunggal hanyalah salah satu bagian dari interaksi timbal-balik antara dua benda. Secara eksperimen diketahui bahwa jika sebuah benda melakukan gaya pada benda kedua, maka benda kedua selalu membalas melakukan gaya pada yang pertama. Selanjutnya diketahui pula bahwa kedua benda ini sama besar, tetapi arahnya berlawanan. Karena itu tidak munngkin memperoleh sebuah gaya tunggal terisolasi.

Jika salah satu di antara dua gaya yang muncul dalam interaksi dua benda disebut gaya aksi maka yang lain disebut gaya reaksi. Yang mana saja dapat dipandang sebagai aksi dan yang lain reaksi. Beberapa penulis menafsirkan hukum pertama sebagai mendefinisikan apa kerangka acuan inersia adalah, dari sudut pandang ini, hukum kedua hanya berlaku ketika pengamatan terbuat dari kerangka acuan inersial, dan karena itu hukum pertama tidak dapat dibuktikan sebagai kasus khusus dari yang keduaDi sini termaktub pengertian sebab dan akibat, yang ada hanyalah interaksi timbal-balik secara serempak.

Sifat gaya ini pertama kali diungkapkan oleh Newton dalam hukum geraknya yang ketiga : Untuk setiap aksi selalu terdapat reaksi yang sama besar dan berlawan arah; atau, aksi timbal-balik satu terhadap yang lain antara dua benda selalu sama besar, dan berarah ke bagain yang berlawanan.

Dengan perkataan lain, jika benda A melakukan gaya pada benda B, maka benda B akan melakukan gaya pula pada benda A dengan gaya yang sama besar tetapi berlawanan arah; malah kedua gaya itu terletak sepanjang garis lurus yang menghubungkan kedua benda. diperlukan pengaruh luar yaitu gaya luar tetapi untuk mempertahankan kecepatan Suatu gaya tunggal hanyalah salah satu bagian dari interaksi timbal-balik antara dua benda. Perlu diingatkan bahwa gaya aksi dan reaksi selalu terjadi pada benda yang sama, tentu tidak pernah ada gerak dipercepat karena resultan gaya pada setiap benda selalu sama dengan nol.

Umpamakanlah seorang anak menendang pintu sampai terbuka. Gaya yang dilakukan oleh anak A pada pintu P memberikan percepatan pada pintu (pintu menjadi terbuka) pada saat yang sama pintu P melakukan gaya pada anak A, menimbulkan perlambatan (kecepatan kakinya berkurang). Anak tersebut akan merasa kesakitan, terutama bila ia bertelanjang kaki, sebagai akibat adanya gaya “reaksi” terhadap “aksi”nya itu.                     (Halliday, 1978)

Hukum Newton menyatakan hubungan antara gaya, massa dan ngerak benda. Hukum ini berdasarkan pada prinsip galileo yaitu : untuk mengubah kecepatan dibutuhkan, diperlukan pengaruh luar yaitu gaya luar tetapi untuk mempertahankan kecepatan tak perlu gaya luar dinyatakan sebagai dinyatakan dalam hukum newton ,Teori gerak Newton, salah satu yang sempurna dimana hampir utuh sampai saat ini, merupakan dasar utama dalam dua kunci pengertian :

1.                       Masalah utama dalam mekanika adalah perubahan keadaan dari gerak itu sendiri, salah satu contoh yang dapat kita lihat, penyimpangan dari sifat diterangkan di dalam prinsip inesia.

2.                       Suatu penyimpangan dihasilkan dari interaksi dari dua objek, keduanya memiliki gerak yang berubah selama proses.

Supaya menghilangkan kebanyakan masalah, Newton membutuhkan tiga konsep; percepatan, gaya dan massa. Percepatan seperti awal didefenisikan oleh Galileo, dia mengambil ukuran yang kuantitaif dari nilai perubahan keadaan gerak benda. Gaya, merupakan ukuran kemampuan/kekuatan untuk melakukan perubahan.

Skema ini diungkapkan ke dalam tiga hukum;

Hukum I : Setiap benda yang tetap dalam keadaan diam, atau bergerak dalam arah sepanjang garis lurus, akan berubah keadaannya oleh gaya yang diberikan kepadanya.

Hukum II : Perubahan gerak adalah sebanding dengan gaya yang diberikan; dan arahnya sepanjang garis dengan gaya yang diberikan.

Hukum III : Untuk setiap aksi selalu ada lawannya yaitu reaksi.

   Pengetahuan dasar dari dinamika benda titik adalah pengertian tentang gaya, yaitu penyebab perubahan gerak, dan massa yaitu ukuran dari inersia (kelembaman). Inersia adalah kecenderungan benda untuk tetap dalam keadaan diam atau bergerak lurus beraturan. Semua pengamatan akan memenuhi Hukum Newton bila bergantung pada kerangka (sistem) pengamatan inersial, yaitu sistem yang memenuhi hukum Newton I dan sebaliknya. Contoh: sebuah botol yang terdiri dalam sebuah mobil yang bergerak lurus beraturan tidak akan jatuh, tetapi bila tiba-tiba dipercepat atau direm, maka botol akan jatuh sekalipun botol tidak disentuh atau diberi gaya. Botol ini tidak memenui hukum Newton karena berada dalam kerangka (sistem) yang dipercepat atau diperlambat. . Pada kasus lain ketika kita menendang sebuah benda kita melakukan gaya ( aksi ) pada benda tersebut, sebaliknya benda tersebut melakukan gaya ( reaksi ) pada kaki kita sehingga mungkin terasa sakit.Pengertian gaya paling mudah ialah kekuatan dari luar, berupa dorongan, atau tarikan yang dilakukan oleh otot-otot kita. Jika kecepatan dari benda – benda yang berinteraksi sangat besar – misalnya mendekati kecepatan cahaya – kita harus mengganti mekanika newton dengan teori relativitas khusus Einstein,yang berlaku untuk semua kecepatan, termasuk kecepatan yang mendekati kecepatan cahaya. Jika benda – benda yang berinteraksi berskala atom (misalnya electron – electron pada atom), Dengan dorongan atau tarikan pada benda kita dapat mengubah kecepatannya, makin besar dorongan, perubahan makin besar, menimbulkan percepatan. Jadi gaya adalah penyebab perubahan gerak, atau perubahan kecepatan, yang menyebabkan adanya percepatan.

Hukum Newton menyatakan hubungan antara gaya, massa dan gerak benda. Hukum ini berdasarkan pada prinsip Galileo yaitu: untuk mengubah kecepatan, di perlukan pengaruh luar, yatiu gaya luar, tetapi untuk mempertahankan kecepatan tak perlu gaya luar sebagai dinyatakan dalam hukum Newton I (kukum kelembaman) Hukum Newton I: sebuah benda akan berada terus dala keadaan diam atau bergerak lurus beraturan, apabila dan hanya bila tidak ada gaya atau pengaruh dari luar yang bekerja pada benda terebut. Hukum ini merupakan pernyataan kesetimbangan (statik dan dinamik).Dengan perkataan lain jika resultan gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan nol, maka percepatannya juga sama dengan nol. Jadi bila tidak ada gaya yang bekerja pada benda, benda akan bergerak dengan kecepatan konstan atau diam (kecepatan nol).

Hukum Newton II:  percepatan yang diperoleh suatu benda bila gaya yang dikerjakan padanya akan berbanding lurus dengan resultan gaya-gaya yang bekerja pada benda tersebut, dengan suatu konstanta pembanding yang merupakan ciri khas dari benda. Gaya ini terdapat pada bidang tumpu dan dalam keadaan diam disebut gaya gesekan.

Hukum Newton III (berlaku untuk sistem dua benda): dua benda yang berinteraksi akan menyebabkan gaya pada benda pertama karena benda kedua (gaya aksi) yang sama dan berlawanan arah dengan gaya pada benda kdua karena bemda pertama (gaya reaksi).Singkatnya ditulis: gaya aksi = -gaya reaksi ( = ). Benda yang diikatdengan tali dan ditarik, maka timbul gaya T pada benda (aksi) dan T^’ pada tali sebagai reaksi dari T. T dan T^’ sama besar, berlawanan arah.                                   (Ganijanti, 2002)

Benda dengan berat w terletak diatas bidang lantai yang datar. Benda memberilkan gaya aksi w dan lantai memberikan gaya reaksi N yang dalam hal ini W=N.

Bila padanya diberika gaya F yang cukup kecil sehingga Menurut mereka keadaan alami benda adalah diam.Bila padanya diberikan gaya F yang cukup kecil sehingga benda masih dalam keadaan diam. Karena benda masih diam maka seolah – olah pada benda tersebut ada gaya lain yang menniadakan F, yang sama besar tetapin berlawanan arah. Gaya ini terdapat pada bidang tumpu dan dalam keadaan diam disebut gaya gesekan statis.Hukum newton kemudian menjadi dibagi atas tiga bagian yaitu:

Hukum Newton I: Sebuah benda akan berada dalam keadaannya, yaitu diam atau bergerak lurus beraturan bila tidak ada gaya, sebab atau pengaruh luar yang bekerja pada saat itu. (Hukum inersia/kelembaman ΣF = 0, pernyataan kesetimbangan statis dan dinamis).

Hukum Newton II: Percepatan yang diperoleh suatu benda akan berbanding lurus dengan resultan gaya-gaya yang bekerja dan berbanding terbalik dengan massa pada benda tersebut. (a = ,kemudian diterjemahkan menjadi ΣF = m.a)

Hukum Newton III: Bila suatu benda mengerjakan gaya pada benda lain, maka benda kedua akan melakukan aksi, sebesar gaya yang diterimanya dan arahnya berlawanan sebagian besar ahli filsafat berpendapat  bahwa agar benda tetap bergerak perlu ada pengaruh luar atau gaya.Menurut mereka keadaan alami benda adalah diam.Bila padanya diberikan gaya F yang cukup kecil sehingga benda masih dalam keaadaan diam Karena benda masih diam maka seolah-olah pada benda tersebut ada gaya lain yang meniadakan F dan , yang sama besar tetapi berlawanan arah. . Jika kecepatan dari benda – benda yang berinteraksi sangat besar – misalnya mendekati kecepatan cahaya – kita harus mengganti mekanika newton dengan teori relativitas khusus Einstein,yang berlaku untuk semua kecepatan, termasuk kecepatan yang mendekati kecepatan cahaya Mekanika Newton tidak berlaku untuk semua situasi. Jika kecepatan dari benda – benda yang berinteraksi sangat besar – misalnya mendekati kecepatan cahaya – kita harus mengganti mekanika newton dengan teori relativitas khusus Einstein. Makna dari hukum kedua Newton ini adalah jika ada gaya yang tidak berimbang terjadi pada sebuah benda ( ada gaya netto ), maka benda yang semula diam akan bergerak dengan kecepatan tertentu, atau jika semula benda bergerak dapat menjadi diam ( kecepatannya nol ), bertambah kecepatannya atau melambat karenadipengaruhi gaya luar tadi.                                                  ( Khoe Yao Tung, 2003 )

III.         PERALATAN DAN FUNGSI

A.   Alat

1.    Vacum cleaner

     Fungsi : untuk mengalirkan udara ke air track rail sehingga gesekanmenjadi kecil.

2.    Milisecond timer

     Fungsi : untuk menghitung waktu seperseribu detik.

3.    Statif

     Fungsi : sebagai tempat untuk meletakkan pipa lintasan dan sensor gerak                   

4.    Pipa alumunium

     Fungsi : sebagai jalur lintasan gerak.

5.    Foto timing gate    

     Fungsi : sebagai penanda dimana jarak benda yang ingin ditentukan.

6.    Karet gelang          

     Fungsi : untuk mengikat pipa alumunium.

7.    Beban        

     Fungsi : sebagai penghambat gerak.

8.    Penggaris 60 cm

     Fungsi : untuk mengukur jarak lintasan gerak.

                             

B.   Bahan

-

IV.   PROSEDUR  PERCOBAAN

1.    Disiapkan peralatan yang akan digunakan

2.    Dihubungkan lintasan udara dengan vacum cleaner

3.    Ditentukan massa beban yang akan dipakai

4.    Diletakkan sensor gerak pada tempat yang telah akan ditentukan tepat berada diatas pipa lintasan dengan menggunakan statif

5.    Diletakkan bahan yang akan digunakan berada diatas pipa lintasan Dihubungkan vacum cleaner dengan sumber arus, lalu dihidupkan

6.    Dihitung waktu beban bergerak dari keadaan diam hingga melewati sensor

7.    Dilakukan pengulangan perhitungan waktu sekurang-kurangnya tiga kali pada bahan yang sama

8.    Dicatat hasil yang diperoleh

9.    Diulangi percobaan yang sama dengan beban yang berbeda

VII.  ANALISA DATA

1.        Massa 182 gr

a.         Kecepatan v  =  x/t

 = 0,4 m / 23,4 x  s = 1,70 m/s

 = 0,5 m / 3,83 x s = 1,30 m/s

 = 0,6 m / 41,2 x  s = 1,45 m/s

 = 0,7 m / 51,6 x  s = 1,35 m/s

 = 0,8 m / 75,2 x  s = 1,06 m/s

 = 0,9 m / 77,5 x  s = 1,16 m/s

 = 1 m / 84,5 x  s = 1,18 m/s

b.        Percepatan a  =  v/t

 = 1,70 / 23,4 x  s =  7,26 m/

 = 1,30 /38,3 x  s = 3,39 m/

 = 1,45 / 41,2 x  s = 3,51 m/

 = 1,35 / 51,6 x  s = 2,61 m/

 =1,06 / 75,2 x  s = 1,40 m/

 = 1,16 / 77,5 x  s = 1,49 m/

 = 1,18 / 84,5 x  s = 1,39 m/ 

c.         Momentum p  =  m.v

 = 0,182 . 1,70 = 0,3094 kg m/s

 = 0,182 . 1,30 = 0,1400 kg m/s

 = 0,182 . 1,45 = 0,1255 kg m/s

 = 0,182 . 1,35 = 0,1348 kg m/s

 = 0,182 . 1,06 = 0,1716 kg m/s

 = 0,182 . 1,16 = 0,1568 kg m/s

 = 0,182 . 1,18 = 0,1542 kg m/s

d.        Menghitung  =  m

 =  . 0,182 . 2,890 = 0,262 J

 =  . 0,182 . 1,690 = 0,153 J

 =  . 0,182 . 2,102 = 0,191 J

 =  . 0,182 . 1,822 = 0,165 J

 =  . 0,182 . 1,123 = 0,102 J

 =  . 0,182 . 1,345 = 0,122 J

 =  . 0,182 . 1,392 = 0,126 J

e.         Menghitung Impuls  = m × a

 = 0,182 x 726. = 1,321 kg m/s

 = 0,182 x 339. = 0,616 kg m/s

 = 0,182 x 351. = 0,638 kg m/s

 = 0,182 x 261. =  0,475 kg m/s

 = 0,182 x 140. = 0,254 kg m/s

 = 0,182 x 149. = 0,271 kg m/s

 = 0,182 x 139. = 0,252 kg m/s

2.        Massa 400,46 gr

a.         Kecepatan v  =  x/t

 = 0,4 m / 356 x  s = 1,12 m/s

 = 0,5 m / 400 x s = 1,25 m/s

 = 0,6 m / 460 x  s = 1,30 m/s

 = 0,7 m / 527 x  s = 1,32 m/s

 = 0,8 m / 774 x  s = 1,03 m/s

 = 0,9 m / 875 x  s = 1,02 m/s

 = 1 m / 1027 x  s = 0,97 m/s

b.        Percepatan a  =  v/t

 = 1,12 / 356 x  s =  3,14 m/

 = 1,25 / 400 x  s = 3,12 m/

 = 1,30 / 460 x  s = 2,82 m/

 = 1,32 / 527 x  s = 2,50 m/

 = 1,03 / 774 x  s = 1,33 m/

 = 1,02 / 875 x  s = 1,16 m/

 = 0,97 / 1027 x  s = 0,94 m/ 

c.         Momentum p  =  m.v

 = 0,4004 . 1,12 = 0,448 kg m/s

 = 0,4004 . 1,25 = 0,500 kg m/s

 = 0,4004 . 1,30 = 0,520 kg m/s

 = 0,4004 . 1,32 = 0,528 kg m/s

 = 0,4004 . 1,03 = 0,412 kg m/s

 = 0,4004 . 1,02 = 0,408 kg m/s

 = 0,4004 . 0,97 = 0,388 kg m/s

d.        Menghitung  =  m

 =  . 0, 4004 . 1,254 = 0,338 J

 =  . 0, 4004 . 1,562 = 0,450 J

 =  . 0, 4004 . 1,690 = 0,722 J

 =  . 0, 4004 . 1,742 = 0,392 J

 =  . 0, 4004 . 1,060 = 0,392 J

 =  . 0, 4004 . 1,040 = 0,242 J

 =  . 0, 4004 . 0,940 = 0,288 J

e.         Menghitung Impuls  = m × a

 = 0, 4004 x 0,314. = 1,257 kg m/s

 = 0, 4004 x 0,312. = 1,249 kg m/s

 = 0, 4004 x 0,282. = 1,129 kg m/s

 = 0, 4004 x 0,250. = 1,001 kg m/s

 = 0, 4004 x 0,133. = 0,532 kg m/s

 = 0, 4004 x 0,116. = 0,464 kg m/s

 = 0, 4004 x 0,094. = 0,037 kg m/s

     VIII. KESIMPULAN DAN SARAN

8.1 Kesimpulan

1.         Pengaruh gesekan terhadap kecepatan adalah semakin besar gesekan yang dihasilkan benda maka semakin kecil kecepatannya untuk bergerak,begitu juga sebaliknya

2.         Pengaruh beban terhadap kecepatan adalah semakin besar beban suatu benda maka kecepatan suatu benda akan semakin kecil,begitu juga sebaliknya

3.         Aplikasi linear air track dalam kehidupan sehari – hari adalah pada kereta api exxpres

4.         Hubungan antara hukum newton I,II dan III adalah yaitu dimana suatu benda mempengaruhi percepatannya  dari hukum ini juga dapat kita ketahui bahwa gaya sebuah aksi dapat mempengaruhi percepatan benda tersebut

8.2 Saran

1.    Sebaiknya praktikan lebih cekatan dalam memakai alat millisecond timer

2.    Sebaiknya praktikan harus lebih memperhatikan sambungan antara vacuum cleaner dengan pipa alumunium.

3.    Sebaiknya praktikan harus lebih teliti dalam pengambilan data

DAFTAR PUSTAKA

Aby, G, S. 2002.Seri Fisika Dasar Mekanika. Salemba Teknika : Jakarta.

               Halaman : 72-77

Haliliday, D. 1978. Fisika . Edisi ke tiga. Jilid 1. Erlangga : Jakarta.

           Halaman : 107-110

Halliday, D. 2005. Fisika Dasar. Edisi ke tujuh. Jilid 1. Erlangga : Jakarta.

         Halaman : 97 – 100

Yao,K,T. 2003 .Komputasi Simbolik Fisika .Andy : Yogyakarta.

            Halaman : 97-99

http://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/airplane/newton.html

        Diakses : 20 Oktober 2012

         Jam : 19.00 WIB

                                                                           Medan,29 November 2012

 Asisten,                                                                         Praktikan,

(Citra Wara Br sinuraya)                                       (Rinto Pangaribuan)

DATA PERCOBAAN

Massa beban 182 gram             

x (cm)	t1 (ms)	t2 (ms)	t3 (ms)	t rata-rata (ms)
40	0,328	0,290	0,244	0,287
50	0,389	0,308	0,346	0,347
60	0,498	0,501	0,335	0,444
70	0,620	0,563	0,446	0,543
80	0,519	0,980	0,674	0,724
90	0,656	0,667	0,694	0,672
100	0,804	0,896	0,770	0,823

Massa beban 400,06 gram

x (cm)	t1 (ms)	t2 (ms)	t3 (ms)	t rata-rata (ms)
40	o,331	0,387	0,263	0,327
50	0,454	0,419	0,625	0,485
60	0,515	0,581	0,587	0,56
70	0,422	0,638	0,737	0,599
80	0,780	0,819	0,893	0,830
90	0,874	0,886	0,814	0,858
100	0,951	0,949	0,937	0,945

                                                                                       Medan, 05 Desember 2012

Asisten.                                                                          Praktikan,

(Citra Wara Br Sinuraya)                                               (Rinto Pangaribuan)

V.           GAMBAR PERCOBAAN

  

Nama     : Rinto Pangaribuan

NIM       : 110801050

RESPONSI LINEAR AIR TRACK

1.      Tuliskan dan jelaskan bunyi  hukum Newton 1,2,3 !

Jawab :

Hukum Newton I: sebuah benda akan berada terus dala keadaan diam atau bergerak lurus beraturan, apabila dan hanya bila tidak ada gaya atau pengaruh dari luar yang bekerja pada benda terebut. Hukum ini merupakan pernyataan kesetimbangan (statik dan dinamik).Dengan perkataan lain jika resultan gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan nol, maka percepatannya juga sama dengan nol. Jadi bila tidak ada gaya yang bekerja pada benda, benda akan bergerak dengan kecepatan konstan atau diam (kecepatan nol).

Hukum Newton II:  percepatan yang diperoleh suatu benda bila gaya yang dikerjakan padanya akan berbanding lurus dengan resultan gaya-gaya yang bekerja pada benda tersebut, dengan suatu konstanta pembanding yang merupakan ciri khas dari benda. Gaya ini terdapat pada bidang tumpu dan dalam keadaan diam disebut gaya gesekan.

   Hukum Newton III (berlaku untuk sistem dua benda): dua benda yang berinteraksi akan menyebabkan gaya pada benda pertama karena benda kedua (gaya aksi) yang sama dan berlawanan arah dengan gaya pada benda kdua karena bemda pertama (gaya reaksi).Singkatnya ditulis: gaya aksi = -gaya reaksi ( = ).

2.      Tuliska daftar pustaka jurnal yang dibuat!

Jawab :

Aby, G, S. 2002.” SERI FISIKA DASAR MEKANIKA”.

Haliliday, D. 1978. “FISIKA “.

Halliday, D. 2005. “FISIKA DASAR”.

Yao, K, T. 2003.” KOMPUTASI SIMBOLIK FISIKA MEKANIKA BERBASIS             MAPLE”.

http://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/airplane/newton.html