LAPORAN PRAKTIKUM ILMU DIOMEDIK DASAR (FISIKA)
DOSEN : Dr. Bahtiar, M.Pd.Si OLEH KELOMPOK 1 : 1. AMIRA MANSUR 2. APRILIZA YANTI 3. I NYOMAN JANU ARIMBAWA 4. ISKANDAR SYAH 5. M. NUR WAHYU FARHAN 6. NI KADEK YUNI SUGIARI 7. NI MADE INDI APRIANTI BUDI 8. NI PUTU PUSPA AMERTI PUTRI 9. RIDHALLAH 10. WAHYUDI 11. WIDIA ASWARI
KEMENTRIAN KESEHATAN REPUBLIK INDONESIA POLITEKNIK KESEHATAN MATARAM DIII KEPERAWATAN TK. IB 2017
TUJUAN PRAKTIKUM a. Pengukuran Dan Ralat
Mengenal dan memahami prinsip kerja alat ukur panjang (penggaris).
Mengenal dan memahami prinsip kerja alat ukur tekanan darah (tensimeter).
Mengenal dan memahami prinsip kerja alat ukur waktu.
Mengenal dan memahami prinsip kerja alat ukur stetoskop.
Mengenal dan memahami prinsip kerja alat ukur massa.
Memahami dasar pengukuran dan kesalahan pengukuran.
b. Resonansi Bunyi
Memahami fonomena resonansi gelombang secara teori dan praktek.
Dapat menghitung cepat rambat gelombang bunyi di udara.
Dapat menentukan frekuensi suatu gelombang bunyi.
c. Kalor Jenis
Menetukan kapasitas kalor kalorimeter.
Menetukan kalor jenis suatu zat.
Memahami aplikasi asas black dalam menentukan kapasitas kalor kalorimeter dan kalor jenis suatu zat.
d. Mikroskop Optik
Mengetahui pembentukan bayangan pada lensa.
Mengetahui prinsip kerja mikroskop optik.
Menentukan jarak fokus lensa.
Menentukan jarak bayangan pada lensa.
Mengetaui perbesaran mikroskop.
Memahami penggunaan mikroskop.
e. Osiloskkop
Menerangkan bagian-bagian dan fungsi osiloskop, serta mengetahui prinsip kerjanya.
Menggunakan osiloskop untuk mengukur tegangan DC dan AC (frekuensi atau periode amplitude dan tegangan puncak-ke-puncak/Vpp)
Menggambar lissajous.
II. Landasan Teori A. Pengukuran Dan Ralat
Pengukuran dalam fisika adalah membandingkan dua hal, dengan salah satunya menjadi pembanding atau alat ukur yang besarnya harus distandarkan, bertujuan untuk mengatahui kualitas atau kuantitas suatu besaran. (Giancoli, D.C. : 2013). Tidak pengukuran yang mutlak tepat atau akurat, ini menunjukkan bahwa setiap hasil pengukuran besaran pasti memiliki simpangan atau deviasi. Pengukuran yang tepat dan presisi bergantung kepada manusia yang memiliki keterbatasan dalam metode serta alat ukurnya. Banyak faktor yang mempengaruhi ketidaktepatan hasil pengukuran, yang tidak semuanya dapat dihindari. Misalnya jika pengolahan data yang tidak dikerjakan dengan tepat. Maka, eksperimentator sangat membutuhkan pengetahuan tentang teori dan statistik untuk mengetahui sejauh mana pengukurannya dapat dipercaya, kemudian berusaha menghindari kesalahan dalam pengukuran semaksimal mungkin. Alat ukur adalah seperangkat alat yang digunakan untuk menentukan nilai atau besaran dari suatu kuantitas atau vriabel fisis. Umumnya, alat ukur dasar terdiri dari dua jenis yaitu alat ukur analog dan alat ukur digital. Jenis pengukuran dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu : a. Pengukuran langsung Pengukuran langsung adalah ketika hasil pembacaan skala pada alat ukur secara langsung menyatakan nilai besaran yang diukur, tanpa perlu dilakukan penambahan,
mengambil
rata-ratanya,
ataupun
menggunakan
rumus
untuk
menghitung nilai yang diinginkan. Sedangkan berdasarkan banyaknya pengukuran yang dilakukan dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu :
Pengukuran tunggal
: pengukuran yang dilakukan sekali.
Pengukuran berulang : pengukran yang dilakukan berulang-ulang.
b. Pengukuran tak langsung Pengukuran tak langsung yaitu pengukuran dimana penentuan nilai suatu besaran dengan rumus, atau perlu dilakukan penambahan, maupun mengambil rataratanya. Setiap alat ukur mempunyai jenis, bentuk, dan fungsi masing-masing serta batas ketelitian yang berbeda-beda. Ketelitian didefinisikan sebagai pengukuran
ketepatan yang dapat dihasilkan dalam suatu pengukuran dan ini berhubungan dengan skala terkecil dari alat ukr yang digunakan dalam pengukuran. Beberapa contoh alat ukur dalam fisika : 1. Alat ukur panjang batas ketelitian
= 0.1 cm = 1 mm
batas ketelitian
= 0.1 cm = 1 mm
c. Jangka sorong
batas ketelitian
= 0.01 cm = 0.1 mm
d. Micrometer sekrup
batas ketelitian
= 0.001 cm = 0.01 mm
batas ketelitian
= 0.1 mg dan = 0.01 mg
batas ketelitian
= 0.01 sekon
a. Mistar/penggaris b. Meteran
2. Alat ukur Massa Neraca sama lengan 3. Alat ukur waktu Stopwatch B. Resonansi Bunyi
Resonansi adalah peristiwa ikut bergetarnya suatu benda karena ada benda lain yang bergetar dan memiliki frekuensi yang sama atau kelipatan bilangan bulat dari frekuensi itu. Dalam teknologi komunikasi, resonansi sangat memegang peranan penting dalam penalaan (penangkapan) gelombang elektromagnetik (EM) seperti pada pesawat penerima radio,televise,telepon,seluler,dan sebagainya. Seeperti yang telah dikemukakan bahwa syarat terjadinya resonansi adalah adanya sumber gelombang yan memepunyai frekuensi yang sama dengan frekuensi alamiah suatu benda. Pengamatan penomena resonansi ini dapat dilakukan dengan sebuah tabung resonator yang panjang kolom udaranya dapat kita atur dengan menaikan atau menurunkan permukaan air dalam tabung tersebut. Jika sebuah sumber gelombang bunyi dengan prekuensi tertentu diljalarkan dari atas tabung (misalanya sebuah garpu tala) maka resonansi terjadi pada saat panjangb kolom udara 1/4, 3/4, 5/4. Secara umum dapat kita tuliskan bahwa hubungan panjang kolom resonansi L dan panjang gelombang adalah :
= Dengan n = 0,1,2..
2n+1 4
Dalam percobaan nanti n adalah bunyi resonansi ke-n. Rumus (I) ini dapat berlaku dengan cukup baik untuk ukuran diameter tabung bagian dalam R ya jauh lebih kecil dari panjang gelombang sumber bunyi. Sedan gkan untuk R tabung yang tidak cukup kecil maka rumus (I) diatas harus dikoreksi dengan suatu nilai, sebutlah e sehingga :
=
2n+1 4
−e
Nilai e ini sekitar 0,6 .R. Secara eksperimen, seperti yang akan dilakukan, nilai koreksi “e” ditentukan dari grafik (hasil least square) antara L dengan n. d ari persamaan garis :
L=
1 2
. . +
1 4
. −
Dari metoda least square, kita dapatkan bahwa kemiringan kurva adalah
/2,
dan
titik potong dengan sumbu vertical adalah /4-e. karena :
f=
adapun cepat rambat gelombang diudara (v) dapat diperoleh melalui pengukuran suhu (T) dan memasukkannya kedalam rumus berikut :
= (331,5 + 0,606)/ Setelah nilai v diketahui, maka bisa diketahui frekuensi gelombang suara berdasarkan persamaan (4).
C. Kalor Jenis
Kalor didefinsikan sebagai energy yang dipindah karena perbedaan temperature. Satuan kalor dalam SI adalah joule atau kalori dalam satuan CGS (1 joule = 4,186 kalori). 1 joule adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan temperature 1 kg zat tiap oC. Banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu suatu untuk zatbergantung pada massa dan jenis zat tersebut. Perbandingan antara banyaknya kalor (Q) yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu suatu zat (T) disebut sebagai kapsitas kalor (C),
C=
∆
Sedangk menaikkan suhu suaunkan kalor yang dibutuhkan suhu suatu benda tiap satuan massa (m) disebut kalor jenis
c=
=
Q ∆
nilai kalor jenis bergantung pada karateristik bahan yang membentuk benda. Sehingga kita dapat menuliskan banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu suau benda (T) yang memiliki kalor jenis (c) adalah
= ∆ Pada saat dua buah sistem yang memiliki temperature berbeda dihubungkan, maka akan terjadi perpindahan kalor dari sistem yang memiliki temperature yang lebih tinggi menuju sistem yang memiliki temperature yang lebih rendah sampai tercapainya suatu kesetimbangan kalor. Peristiwa ini dikenal sebagai asa black. Menurut asas black “Jumlah kalor yang dilepaskan sama dengan jumlah kalor yang diserap”, Qlepas = Qterima Berdasarkan persamaan asas black di atas, kita dapat menentukan nilai kapasitas kalor calorimeter. Qair panas = Qair dingin + Qkalorimetri map x cair x (T2 – T3) = mad x cair x (T3-T1) + Ckal x (T3-T1)
=
( 2 − 3) − (3 − 1) (3 − 1)
Sedangan untuk mencari kalor jenis benda digunakan persamaan
( 5 − 1) + ( 5 − 1) (4 − 5)
Keterangan : Map
= massa air panas
Mad
= massa air dingin
m b
= massa benda
cair
= kalor jenis air
c b
= kalor jenis benda
Ckal
= kalor kalorimeter
T2
= suhu air panas
T3
= suhu air campuran air panas dan air dingin
T1
= suhu air dingin
T4
= suhu benda yang akan dicari nilai kalor jenisnya
T5
= suhu akhir campuran air dengan benda.
D. Mikroskop Optik
Lensa adalah medium transparan yang dibatasi oleh dua permukaan bias paling sedikit satu diantaranya lengkung sehingga terjadi dua kali pembiasan seebelum keluar dari lensa. Garis hubung antara pusat lengkungan kedua permukaan disebut sumbu utama. Bayangan yang di buat oleh permukan pertama merupakan benda untuk permukaan kedua. Permukaan kedua akan membuat ba yangan akhir. Lensa dapat membentuk bayangan yang diperkecil atau diperbesar, sehingga lensa banyak digunakan dalam alat-alat optik seperti kaca mata, mikoskop, lup, kamera dan teropong. Kaca mata digunakan untuk membantu pengelihatan bagi penderita miopi, hipermetropi, presbiopi dan astigmatisma. Mikroskop digunakan untuk melihat benda yang ukuranya sangat kecil. Lup atau sering disebut kaca pembesar digunakan untuk melihat benda kecil sehingga terlihat lebih besar. Kamaera digunakan untuk mengambil gambar dengan menggunakan fokus lensa. Teropong digunakan untuk melihat benda jauh agar tampak dekat.
Jika berkas-berkas yang paralel dengan sumbu lensa (garis lurus yang melewati pusat lensa dan tegak lurus terhadap kedua permukaanya) jatuh pada lensa tipis maka akan difokuskan pada satu titik yang disebut titik fokus f. Titik fokus merupakan titik bayangan untuk benda pada jarak tak terhingga dari sumbu utama. Kaidah-kaidah pembentukan bayangan oleh lensa, yaitu sebagai berikut : Sinar sejajar sumbu utama dari sebelah kiri bidang utama pertama akan dibiaskan ketitik fokus pertama setelah sampai dibiadang utama kedua, sebaliknya sinar sejajar sumbu utama dari sebelah utama bidang utama kedua akan dibiaskan ketitik fokus pertama setelah sampai dibidang utama pertama.
Sinar yang melewati titik fokus pertama akan dibiaskan sejajr sumbu utama setelah sampai dibidang utama pertama, sebaliknya yang melewati titik fokus kedua akan dibiaskan sejajar sumbu utama setelah sampai bidang utama kedua. Sinar menuju titik utama pertama akan dibiaskan sejajar dari titik utama kedua, sebaliknya sinar yang menuju titik utama kedua akan dibiaskan sejajar dari titik utama pertama. Jika benda diletakkan sejauh s dari lensa, maka bayangan akan terletak pada jarak sejauh s’ dari lensa, memenuhi hubungan 1/f=1/s+1/s' Dimana, f
= jarak fokus lensa (cm)
s
= jarak benda ke lensa (cm)
s’
= jarak bayangan ke lensa (cm)
dengan perbesaran benda, M =s'/s Objek diletakkan didekat lensa objektif. Objek tersebut akan diperbesar oleh lensa objektif sehingga menghasilkan bayangan oleh lensa objektif. Bayangan oleh lensa objektif ini akan dianggap sebagai benda oleh lensa okuler. Sehingga akan diperbesar oleh lensa okuler. Akibatnya objek tersebut diperbesar oleh lensa objektif maupun lensa okuler. Sehingga diperoleh perbesaran total mikroskop sebesar, M = Mob x Mok E. Osiloskop
Osiloskop adalah alat yang digunakan untuk menganalisa tingkah laku besaran yang berubah-ubah terhadap waktu, yang ditampilkan pada layar. Dalam osiloskop terdapat tabung panjang yang disebut tabung sinar katode atau cathode ray tube (CRT) Pengukuran tegangan menggunakan multimeter, maka tampilan nilai tegangan pada multimeter dapat dianggap menunjukkan nilai tegangan yang sebenarnya. Tapi tidak hal nya untuk sumber tegangan AC. Karena seperti diketahui bahwa tegangan AC merupakan tegangan dengan fungsi dari waktu.
III. Alat dan Bahan A. Pengukuran dan Ralat
Alat dan Bahan : 1. Penggaris 2. Tensi meter 3. Stopwatch 4. Thermometer 5. Roll meter tinggi badan 6. Neraca (timbangan)
B. Resonansi Bunyi
Alat dan Bahan : 1. Tabung resonansi dan statif 2. Garputala dan penggetar 3. Jangka sorong 4. Thermometer 5. Mistar/penggaris 6. Kertas millimeter bock 7. Kalkulator
C. Kalor Jenis
Alat dan Bahan : 1. Satu set calorimeter 2. Kaki tiga 3. Pemanas Bunsen 4. Balok kayu 5. Besi 6. Air dingin dan air panas 7. Timbangan 8. Gelas ukur 9. Thermometer
D. Mikroskop Optik
Alat dan Bahan :
1. Sumber cahaya 2. Dudukan lensa 3. Objek 4. 2 buah lensa cembung 5. Lintasan lensa lengkap dengan garis E. Osiloskop
Alat dan Bahan : 1. Osiloskop GOS 622G 2. Function generator FG-350 3. Kabel penghubung 4. Multimeter 5. Seperangkat battery sebagai sumber arus DC 6. Kertas grafik
IV. Prosedur Percobaan a. Pengukuran Dan Ralat
Pengukuran tinggi badan 1. Ukur tinggi badan teman anda sebanyak 5 kali dan catat hasil pengukuran. 2. Hitung nilai rata-rata tinggi badan teman. 3. Hitung nilai ralat (ketidakpastian pengukuran ) tinggi badan teman 4. Tuliskan hasil pengukuran. Hasil pengukuran = rata-rata ketidakpastian
Pengukuran massa tubuh 1. Ukur massa tubuh teman anda sebanyak 5 kali dan mencatat hasil pengukuran. 2. Hitung nilai rata-rata massa tubuh teman. 3. Hitung nilai ralat (ketidakpastian pengukuran ) massa tubuh teman 4. Tuliskan hasil pengukuran, hasil pengukuran = rata-rata ketidakpastian
Pengukuran waktu 1. Letakkan sebuah stetoskop di area jantung (dada) teman anda. Hitung waktu yang dibutuhkan jantung berdenyut sebanyak 60 kali menggunakan stopwatch. 2. Hitung nilai rata-rata waktu yang dibutuhkan untuk berdenyut sebanyak 60 kali. 3. Hitung nilai ralat (ketidakpastian pengukuran) waktu untuk berdenyut sebanyak 60 kali.
Pengukuran tensi (tekanan darah) 1. Ukurlah tensi temanmu sebanyak 5 kali dan catat hasil pengkurannya 2. Hitung nilai rata-rata tensi temanmu 3. Hitung nilai ralat (ketidakpastian pengukuran) tinggi badan temanmu 4. Mintalah temanmu untuk berlari selama beberapa saat. Ulangi langkah 1 sampai 3 5. Tuliskan hasil pengukuran! Hasil pengukuran = ra ta-rata ketidakpastian.
b. Resonansi Bunyi
1. Ukur diameter dalam diri tabung resonator.
2. Ukur suhu udara dibagian dalam tabung resonator 3. Siapkan tabung resonator, dan bagilah tugas dengan anggota kelompok untuk bertugas menjadi :
Pencatat panjang kolom udara (mengamati dan mencatat panjang kolom udara saat terjadi resonansi)
Penggetar (pemukul) garputala (menggetarkan garputala dan memposisikannya dimulut tabung resonansi)
Pengatur panjang kolom udara (menaik turunkan sumber ari agar kedudukan permukaan air didalam tabung resonansi sesuai dengan yang diinginkan)
4. Posisikan permukaan air agar berada sekitar 3 cm dari ujung atas tabung (caranya dengan menaikkan sumber air). 5. Getarkan garputala dengan pemukul garputala. 6. Lalu posisikan garputala diujung bibir tabung 7. Selama garputala berbunyi, perpanjanglah kolom udara dengan cara menurunkan permukaan air secara perlahan-lahan. 8. Jika bunyi garputala mengecil, maka pukulkanlah lagi (uangi kembali ke langkah 5) 9. Jika telah diperoleh posisi terjadinya resonansi yang pertama, maka lanjutkan percobaan (turunkan lagi permukaan air) untuk memperoleh posisi air terjadinya resonansi berikutnya. 10. Ulangi hingga permukaan air menyentuh dasar tabung resonansi 11. Lakukan proses pengambilan data sebanyak 2 kali. c. Kalor Jenis
1. Menentukan kalor calorimeter
Panaskan 100 ml air sampai suhunya 80 oC catat sebagai T2
Isikan 100 ml air dingin ke dalam calorimeter, kemudian masukkan thermometer ke dalam calorimeter. Catat suhu air dingin seba gai T1
Masukkan air panas ke dalam calorimeter kemudian aduk secara perlahan dan perhatikan
thermometer.
Catat
suhu
thermometer sebagai T 3
Ulangi langkah 1 s/d 3 sebanyak 3 kali.
2. Menentukan kalor jenis benda
maksimal
yang
dapat
dicapai
Panaskan benda sampai suhunya 80 oC catat sebagai T4
Isikan 100 ml air dingin ke dalam calorimeter, kemudian masukkan thermometer ke dalam calorimeter. Catat suhu air dingin sebag ai T1
Masukkan air panas ke dalam calorimeter kemudian aduk secara perlahan dan perhatikan
thermometer.
Catat
suhu
maksimal
yang
dapat
dicapai
thermometer sebagai T 5
Ulangi langkah 1 s/d 3 sebanyak 3 kali.
d. Mikroskop Optic
1. Susun set percobaan seperti pada skema percobaan dengan jarak antara lensa objektif ke lensa okuler sejauh 25 cm. 2. Atur jarak lensa objektif ke benda sejauh 3 cm. 3. Geser layar menjauhi atau mendekati lensa sampai mendapatkan bayangan yang paling jelas dan catat sebagai s’. 4. Ulangi langkah 2 sebanyak 4 kali dengan variasi jarak lensa ke benda sebesar 3 cm.
e. Osiloskop
1.
Mempelajari bagian-bagian osiloskop dan fungsinya.
Secara rinci panel dan modus osiloskop terdiri dari: a. Layar display b. Tombol ON-OFF c. Pengatur intensitas d. Sumber focus e. Sumber tegangan 2Vp-p f. Pemilih kecepatan horizontal g. Penggeser gambar arah horizontal h. Input chanel-1 i. Pengatur nilai skala vertical chanel-1 j. Pengeser arah gambar vertical chanel-1 k. Input chanel-2 l. Pengatur nilai skala vertical chanel-1
m. Penggeser gambar vertical chanel-1 n. Pemilih chanel dan modus kerja osiloskop o. Tombol AUTO harus selalu dalam keadaan tertekan p. Pengatur TRIGGER harus selalu terputar habis ke kiri TP.1 sebelum melakukan pengukuran lakukanlah langkah-langkah kerja sebagai berikut: a. Hubungkan osiloskop dengan sumber arus PLN b. Hidupkan osiloskop dengan skalar POWER yang ditandai dengan menyalanya lampu indicator c. Pilih LINE pada mode SOURCE, atur POSITION baik VERTIKAL maupun HORIZONTAL, atur FOCUS dan INTENSITAS untuk mendapatkan gambar yang jelas d. Lakukan kalibrasi untuk memastikan bahwa osiloskop tersebut masih layak pakai 2. Mengukur tegangan arus searah DC TP.2 ukurlah terlebih dahulu dengan multimeter, battery tunggal, terhubung seri dan terhubung parallel. TP.3 lakukan langkah-langkah berikut untuk mengukur tegangan battery dengan menggunakan osiloskop a. Pilih mode SOURCE pada LINE b. Pilih mode COUPLING pada DC c. Pilih DC pada tombol AC-DC d. Siapkan battery yang akan diukur e. Dengan kabel penghubung, hubungkan battery dengan CH-2 f. Hal yang perlu diperhatikan sebelum mengukur adalah letakkan nilai 0 dilayar sebaik mungkin g. Variasikan VOLT/DIV pada angka 1, 1.5, 2 h. Catat semua hasil pengukuran yang anda dapatkan 3. Mengukur tegangan AC TP.4 Lakukan langakah-langakah sebagai berikut untuk mengukur tegangan AC! a. Pilih mode SOURCE pada LINE b. Pilih mode COUPLING pada AC
c. Pilih AC pada tombol AC-DC d. Hubungkan CH-2 dengan output pada Function Generator e. Pilih bentuk grafik sinusoidal pada waveform F untion Generator f. Mintalah persetujuan assisten sebelum anda menghidupkan function generator 1. Untuk mendapatkan bentuk gelombang yang mudah di analisa aturlah frekuensi gelombang dengan mode frekuensi yang ada di function generator 2. Hitung Vmaks, Veff, dan Vp-p serta frekuensi dan periodenya. Variasikan VOLTS/DIV pada angka 1, 1.5, 2 dan TIME/DIV pada angka 1, 1.5, 2 g. Catat semua hasil yang anda dapatkan. 4.Menggambar lissajous dan menghitung beda fase TP.5 lakukan langkah seperti pada pengukuran tegangan AC hanya saja tekan kembali tombol X-Y. Atur frekuensi yang didapatkan, sehingga didapat gambar lissajous yang paling baik dan mudah di analisa.
VI. Pembahasan
Dari data percobaan yang telah dilakukan seperti di atas, nilai ralat dapat ditentukan dan hasil pengukuran sesuai pada jumlah decimal pada setiap pengukuran, itu menunjukkan ketelitian pada masing-masing alat ukur yang digunakan.
VII. Kesimpulan
Daftar Pustaka
Lampiran
