RAHMA HIMAFIS

Hukum Newton pada bidang datar dan bidang miring

2009-07-21T22:45:00.000-07:00

Teori Dasar

Perhatikan rangkaian resistor dan kapasitor seri yang dihubungkan dengan sumber tegangan AC seperti pada Gambar 1.

Gambar 1. Rangkaian R-C seri yang diberi sumber tegangan AC

Impedansi rangkaian tersebut adalah

(1)
Dengan ? menyatakan frekuensi sudut sumber tegangan (catu daya) AC tersebut. Persamaan (1) dapat dituliskan kembalii menjadi :
(2)
Karena impedansi diberikan oleh Z = V/I, maka

(3)

Dari persamaan (3) terlihat jika nilai kapasitansi C diubah, tegangan dan arus pada rangkaian dicatat, maka frekuensi sumber tegangan AC dapat ditentukan.
Sekarang perhatikan rangkaian R-L-C seri seperti diperlihatkan pada Gambar 2.

Gambar 2. Rangkaian R-L-C seri yang dihubungkan dengan
sumber teganganAC

Impedansi rangkaian tersebut adalah :
(4)
atau
(5)
Jika nilai kapasitansi , maka besar impedansi Z sama dengan R. Keadaan ini disebut sebagai keadaan resonansi listrik seri. Dari persamaan (5) terlihat bahwa jika nilai kapasitansi C diubah dan tegangan serta arus dicatat, maka nilai induktansi dapat ditentukan.

Tujuan Percobaan

1. Menentukan frekuensi sumber tegangan arus bolak-balik (AC).
2. Mengamati gejala resonansi listrik seri.
3. Menentukan nilai induktansi sebuah kumparan pemadam (induktor).

Alat-alat yang digunakan

1. Catu daya AC ( 0 – 15 V, 1 A).
2. Bangku kapasitor.
3. Kumparan pemadam (induktor).
4. Bangku hambatan.
5. Multitester.
6. Kabel-kabel penghubung.
7. Voltmeter AC.
8. Amperemeter AC.

Prosedur Percobaan

1. Menentukan frekuensi sumber tegangan (catu daya) AC.
a) Susunlah rangkaian seperti Gambar 3. Saklar dalam keadaan terbuka (OFF).

Gambar 3. Rangkaian listrik AC untuk percobaan A

b) Sambungkan catu daya AC ke jala-jala listrik PLN dan nyalakan.
c) Pilih harga tegangan AC dengan cara memutar pemilih tegangan pada catu daya AC tersebut.
d) Pilih harga R tertentu. Catat harga R tersebut .
e) Pilih harga C dengan cara mengubah posisi saklar dibangku kapasitor. Catat harga C tersebut.
f) Tutup saklar (ON).
g) Catat harga V dan I yang terbaca pada voltmeter AC dan amperemeter AC tersebut.
h) Buka saklar (OFF).
i) Ulangi langkah no. 5 - 8 untuk berbagai nilai C.
j) Ulangi langkah no. 4 - 9 untuk berbagai nilai R.

2. Menentukan nilai induktansi dari induktor L.
a) Susunlah rangkaian seperti Gambar 4. Saklar dalam keadaan terbuka (OFF).

Gambar 4. Rangkaian listrik AC untuk percobaan B

b) Sambungkan catu daya AC ke jala-jala listrik PLN dan nyalakan.
c) Pilih harga tegangan AC dengan cara memutar pemilih tegangan pada catu daya AC tersebut.
d) Pilih harga R tertentu. Catat harga R tersebut.
e) Pilih harga C dengan cara mengubah posisi saklar di bangku kapasitor. Catat harga C tersebut.
f) Tutup saklar (ON).
g) Catat harga V dan I yang terbaca pada voltmeter AC dan amperemeter AC tersebut.
h) Buka saklar (OFF).
i) Ulangi langkah no. 5 - 8 untuk berbagai nilai C.
j) Ulangi langkah no. 4 - 9 untuk berbagai nilai R.

2009-07-21T21:16:00.000-07:00

RANGKAIAN LISTRIK

Hukum-hukum Newton yang telah kita pelajari sebelumnya dapat digunakan untuk memecahkan berbagai persoalan mekanika. Sebagai contoh, kita dapat menentukan percepatan gerak sebuah benda dengan mengetahui gaya-gaya yang bekerja pada benda tersebut. Atau sebaliknya, kita juga bisa menentukan gaya-gaya yang bekerja pada sebuah benda yang bergerak, apabila diketahui percepatannya. Nah, pada kesempatan ini kita akan mempelajari lebih jauh penerapan Hukum Newton bidang datar dan bidang miring, terutama berkaitan dengan benda-benda yang bergerak akibat adanya gaya tetap yang bekerja padanya. Met belajar ya, semoga setelah belajar pembahasan ini, dirimu dapat menyelesaikan berbagai persoalan mekanika menggunakan Hukum Newton….

Mari kita mulai dengan persoalan mekanika yang sangat sederhana

Catatan :

Dengan berpedoman pada koordinat x dan y, kita tetapkan arah ke kanan dan ke atas sebagai arah positif sedangkan ke bawah dan ke kiri sebagai arah negatif.

Benda yang diletakan pada bidang datar dan ditarik dengan gaya konstan

Permukaan bidang datar sangat licin (gesekan nol)

Pada gambar a, benda di tarik ke kanan dengan konstan F yang sejajar horisontal, sedangkan pada gambar b, benda ditarik ke kanan dengan gaya konstan F yang membentuk sudut terhadap horisontal. Apakah pada benda hanya bekerja gaya tarik F ? mari kita tinjau gaya-gaya yang bekerja pada benda di atas….

Karena permukaan bidang datar sangat licin, maka kita mengandaikan gaya gesekan nol. Dalam kenyataannya gaya gesek tidak pernah bernilai nol. Ini hanya model ideal. Selain gaya tarik F yang arahnya ke kanan, pada benda juga bekerja gaya berat (w) dan gaya normal (N). Pasangan gaya berat w dan gaya normal N bukan pasangan gaya aksi-reaksi. Ingat bahwa gaya aksi-reaksi bekerja pada benda yang berbeda, sedangkan kedua gaya di atas (Gaya berat dan Gaya Normal) bekerja pada benda yang sama. Disebut gaya normal karena arah gaya tersebut tegak lurus bidang di mana benda berada… besar gaya normal sama dengan gaya berat (N = w). Karena gaya normal (N) dan gaya berat (w) memiliki gaya berat yang sama dan arahnya berlawanan maka kedua gaya tersebut saling menghilangkan…. Pada gambar a, benda bergerak karena adanya gaya tarik (F), sedangkan pada gambar b, benda bergerak karena komponen gaya tarik pada arah horisontal (F_x).

Gambar a