LAPORAN PRAKTIKUM ENERGI POTENSIAL
KEHANDALAN INDRA SEBAGAI PENGUKUR SUHU, ENERGI POTENSIAL
PADA KETAPEL, DAN FILTRASI LARUTAN
A. Pendahuluan
1. Latar
Belakang
Dalam kehidupan sehari-hari
(derajat) panas/dinginnya suatu benda dikenal dengan istilah suhu atau temperatur. Tentunya kamu pernah melihat seorang ibu
meletakkan tangannya di kening anaknya yang sedang demam. Beliau mengatakan: “
Badannya panas, berarti suhunya tinggi”. seorang ibu yang memegang kening
anaknya yang sedang sakit dapat menentukan derajat panasnnya. Demikian pula,
ketika kita mencelupkan ujung jari tangan kedalam air yang baru direbus, ujung
jari kita merasa hangat, sedangkan saat tangan kita memegang es, tangan kita
akan merasa dingin. Selain itu,
kita sering melihat ibu kita menyiapkan teh atau sirup untuk sarapan pagi. Untuk membuat secangkir
kopi panas, kamu memerlukan beberapa sendok kopi dan air panas, sedangkan untuk
membuat sirop dingin kamu memerlukan sari sirop, air, dan es batu. Pada biasanya orang dapat menentukan bahwa
air kopi itu terasa panas dan sirop itu terasa dingin hanya dengan mengandalkan penglihatan, sentuhan, dan perasaan nya kita saja sehingga kita hanya melakukan perkiraan terhadap
derajat panas suatu benda.
Dalam kehidupan sehari-hari, proses
pemisahan larutan digunakan untuk mendapatkan dua
atau lebih produk
yang lebih murni
dari suatu larutan. Sebagian besar larutan yang terdapat
dalam kehidupan sehari-hari adalah larutan yang masih bisa dipisahkan. Biasanya,
suatu larutan berada
dalam keadaan tercampur dengan
senyawa lain. Contoh lainnya
yaitu saat membuat kue ibu selalu menyaring tepung yang akan dibuat adonan
sehingga tepung yang digunakan dalam adonan benar-benar tepung yang bersih dari
campuran benda lain. Begitu pula dengan pak tukang yang selalu menyaring
pasir yang akan digunakan sebagai bahan adukan bersama dengan semen untuk
melekatkan batu bata satu dengan lainnya. Meski yang alat yang digunakan
mereka berbeda, sebenarnya mereka mempunyai tujuan yang sama, yaitu memisahkan
bahan yang mereka butuhkan dari benda lain yang tidak diinginkan. Nah, yang
mereka lakukan itu disebut dengan pemisahan campuran menggunakan teknik
penyaringan atau filtrasi. Filtrasi adalah pemisahan campuran berdasarkan
ukuran partikelnya, yaitu metode pemisahan zat yang memiliki ukuran partikel
yang berbeda dengan menggunakan alat berpori (penyaring/filter). Penyaring akan
menahan zat yang ukuran partikelnya lebih besar dari pori saringan dan meneruskan
pelarut. Hasil penyaringan disebut filtrat sedangkan sisa yang tertinggal
dipenyaring disebut residu (ampas). Tidak semua larutan dapat dipisahkan dengan
menggunakan metode filtrasi. Contohnya seperti proses pemisahan pada proses
pengolahan minyak bumi untuk
menghasilkan bahan-bahan yang bermanfaat seperti minyak tanah, bensin, premium,
dll.
Energi potensial merupakan
energi yang dimiliki oleh sebuah benda yang belum digunakan. Sehingga bisa
dikatakan semua benda memiliki potensi bergerak yang belum tentu seberapa
energi itu akan keluar atau seberapa besar gaya yang dihasilkan dari
pergerakannya. Dalam kehidupan sehari-hari energi ini sering kita temukan,
terutama dalam kegiatan perdagangan, olahraga, dan beberapa hal yang
berhubungan dengan benda secara langsung. Salah contoh energi potensial adalah
pegas, katapel, busur dan anak panah. Namun,
tidak diketahui faktor-faktor yang
mempengaruhi besarnya energi potensial.
Berdasarkan uraian di
atas, maka dilakukan percobaan tentang
kehandalan indra sebagai pengukur suhu, filtrasi larutan dan energi potensial.
2.
Tujuan
Tujuan dari pelaksanaan percobaan ini adalah sebagai
berikut :
a.
Untuk
mengetahui kehandalan alat indra sebagai pengukur suhu.
b.
Untuk
mengidentifikasi suatu zat yang berada dalam suatu campuran dengan menggunakan
metode filtrasi.
c.
Untuk
mengetahui besarnya energi potensial suatu benda yang terdapat pada ketapel.
B. Kajian Teori
Berdasarkan hukum
Hooke, gaya yang dilakukan oleh pegas ketika pegas menyimpang sejauh x dari titik seimbang adalah
F = kx
…………………………………………….……………(5.1)
Usaha yang dilakukan
oleh pegas ketika menyimpang dari posisi seimbang x
= 0 ke posisi sembarang x yang
sembarang adalah
W = …………………………………………………........(5.2)
Karena gaya pegas merupakan gaya
konservatif maka usaha yang dilakukan gaya pegas sama dengan negative selisih energi
potensial pegas yaitu
-∆U = ...................................................................................... (5.3)
Dengan memilih energi potensial
adalah nol pada titik seimbang maka diperoleh energi potensial pegas pada
sembarang penyimpangan adalah
U (x) = kx2.......................................................................................... (5.5)
(Mikrajuddin, 2007).
Campuran
adalah suatu materi yang terdiri atas dua zat atau lebih yang masih mempunyai
sifat zat yang sama dengan asalnya. Campuran dibedakan menjadi dua yaitu
campuran homogen dan campuran heterogen. Zat-zat yang tercampur dalam campuran
dapat dipisahkan secara fisika. Prinsip pemisahan campuran didasarkan pada
perbedaan sifat-sifat fisis zat penyusunnya seperti wujud zat, ukuran partikel, titik leleh, titik
didih, sifat magnetik, kelarutan, dan lain sebagainya. Metode pemisahan
campuran banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari seperti untuk penjernihan
air dan pembuatan garam. Beberapa metode pemisahan campuran yang sering
digunakan antara lain penyaringan (filtrasi), sentrifugasi, sublimasi,
kromatografi, dan destilasi. Penyaringan atau filtrasi adalah metode pemisahan
campuran yang digunakan untuk memisahkan cairan dan padatan yang tidak larut
berdasarkan pada perbedaan ukuran partikel zat-zat yang bercampur atau
memisahkan zat dengan ukuran partikel yang berbeda (Widodo, 2016).
Filtrasi
merupakan penyaringan yaitu suatu proses pemisahan antara partikel dan fluida.
Filtrasi didasarkan pada ukuran partikel atau dengan kata lain filtrasi adalah
proses pemisahan antara fluida dan partikel yang didasarkan pada ukurannya. Filtrasi
dilakukan dengan dua cara, yaitu: 1) Dilakukan tanpa tekanan yaitu hanya
menggunakan corong dan kertas saring saja dimana cairan mengalir karena adanya
gaya gravitasi, dan 2) Filtrasi dengan tekanan atau dengan cara divakumkan atau
disedot dengan pompa vakum. Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan filtrasi
adalah viskositas, luas filter, tekanan yang diberikan pada filter dan tahanan
terhadap medium. Prinsip dari filtrasi itu sendiri adalah pemisahan dua
komponen bahan berdasarkan ukuran. Tujuan filtrasi adalah memisahkan suatu zat
dari suatu campuran atau bahan padat itu sendiri (Laili, 2015).
Sebuah konsep penting yang menghubungkan
perasaan panas dan dingin adalah
temperatur atau suhu. bila dirasa sebuah
benda “panas”, dikatakan bahwa benda itu memiliki suhu tinggi sedangkan bila
dirasa “dingin”, dikatakan suhunya rendah. Untuk mengetahui ukuran dari panas dan dinginnya ini maka
diperlukan alat pengukur temperatur yang disebut termometer. Termometer paling
tidak memiliki parameter pokok yang harus dipenuhi yaitu kepekaan, ketelitian
dan kecepatan respon. Beberapa contoh termometer yang sering dikenal adalah
termikopel, termometer tahanan, pirometer optik dan sebagainya. Beberapa
standar suhu yang umum digunakan antara lain adalah Kelvin, Celsius, Rankine
dan Fahrenheit. Tetapan skala Kelvin diperoleh dari titik tripel (kesetimbangan
fase dari fase padat, cair dan gas) air yaitu 273,16 K. Sedangkan skala suhu
Celsius, besar derajatnya sama seperti derajat Kelvin akan tetapi titik nol-nya
di alihkan sedemikian rupa sehingga suhu Celsius titik tripel air adalah 0,01oC.
Dengan demikian, jika Tc menunjukkan suhu Celsius maka Tc=Tk-273,15
K (Pramana, 2007).
C. Metode
Praktikum
1. Alat dan Bahan
a)
Kehandalan Alat Indra Sebagai Pengukur Suhu
Alat
dan bahan yang digunakan pada percobaan pengujian kehandalan alat indra sebagai
pengukur suhu dapat dilihat pada tabel 5.1 berikut.
Tabel
5.1 Alat dan Bahan Percobaan pengujian kehandalan alat indra sebagai pengukur suhu
No.
|
Nama Bahan
|
Fungsi
|
1
|
Ember
|
Sebagai wadah air hangat, panas, dan dingin
|
2
|
Air hangat, panas, dan dingin
|
Sebagai objek
pengamatan untuk diukur suhunya menggunakan indra
|
b)
Filtrasi Larutan
Alat
dan bahan yang digunakan pada percobaan filtrasi larutan dapat dilihat pada
tabel 5.2 berikut.
Tabel 5.2 Alat dan Bahan Percobaan Larutan
Asam dan Basa
No
|
Nama Bahan
|
Fungsi
|
1
|
Kertas saring
|
Untuk
menyaring larutan
|
2
|
Gelas
|
Sebagai
tempat residu (larutan yang tersaring)
|
3
|
Pasir
|
Sebagai
zat terlarut untuk larutan pasir
|
4
|
Tanah
|
Sebagai
zat terlarut untuk larutan tanah
|
5
|
Sirup
|
Sebagai
larutan yang akan di filtarsi
|
6
|
Garam
|
Sebagai zat terlarut untuk larutan
garam
|
c) Energi Potensial pada Ketapel
Alat dan bahan yang
digunakan pada percobaan penentuan energi potensial pada ketapel dapat dilihat
pada tabel 5.3 berikut.
Tabel 5.3 Alat dan Bahan Percobaan Penentuan Energi
Potensial pada Ketapel
No.
|
Nama Alat/Bahan
|
Fungsi
|
1
|
Ketapel
dan batu
|
Sebagai objek penentuan energi
potensial
|
2
|
Mistar
|
Untuk
mengukur panjang lintasan batu ketapel
|
2. Prosedur
Kerja
a)
Kehandalan Indra sebagai Pengukur Suhu
Prosedur
kerja pada percobaan Pengujian Kehandalan Indra sebagai Pengukur Suhu adalah sebagai
berikut :
1)
Menyiapkan tiga buah ember atau bejana
yang masing-masing diisi air hangat, air biasa, dan air es.
2)
Meletakkan ketiga ember tersebut di
lantai dan meja.
3)
Mencelupkan tangan kanan di ember berisi
air hangat dan tangan kiri di ember yang berisi air es. Merasakan tingkat panas
air itu pada tangan.
4)
Setelah beberapa saat, segera
mencelupkan kedua tangan ke ember yang berisi air biasa. Merasakan tingkat
panas air pada tangan.
5)
Mengulangi kegiatan langkah c-d oleh
teman lainnya.
b)
Filtrasi Larutan
Prosedur
kerja pada percobaan filtrasi larutan adalah sebagai berikut :
1)
Mengambil masing-masing satu gelas
campuran pasir dan air, larutan gula, dan air sumur yang keruh. Meyaring dengan
menggunakan kertas saring.
2)
Menentukan campuran mana saja yang dapat
disaring.
3)
Mencatat semua hasil pengamatanmu,
mengelompokkan hasil pengamatan berdasarkan dapat tidaknya campuran tersebut
disaring.
4)
Membandingkan hasil kegiatan observasi
kelompokmu dan membandingkan dengan hasil kelompok yang lain. Mencatat
kesimpulan pada lembar pengamatan.
c)
Energi Potensial pada Ketapel
Prosedur
kerja pada percobaan penentuan energi potensial pada ketapel adalah sebagai
berikut :
1)
Menyiapkan alat dan bahan berupa
ketapel, batu, dan mistar.
2)
Memberikan simpangan pada ketapel sejauh
5 cm.
3)
Melepaskan ketapel, dan mengukur jarak
lintasan batu yang terlempar.
4) Mengulangi
langkah 2-3 dengan simpangan 10 cm.
D. Hasil
dan Pembahasan
1. Data pengamatan
a)
Kehandalan Indra sebagai Pengukur Suhu
Data
pengamatan percobaan pengujian kehandalan indra sebagai pengukur suhu dapat
dilihat pada tabel 5.5 berikut.
Tabel 5.5 Data Pengamatan Percobaan Pengujian
Kehandalan Indra sebagai Pengukur Suhu
Pengamat
|
Air Dingin
(Tangan Kiri)
|
Air Hangat
(Tangan Kanan)
|
Air Normal
|
|
Kiri
|
Kanan
|
|||
Asriani Sapo
|
Dingin sekali
|
Hangat
|
Hangat
|
Dingin
|
Larman
|
Dingin sekali
|
Hangat
|
Hangat
|
Dingin
|
Meliana Junia
|
Dingin sekali
|
Hangat
|
Hangat
|
Dingin
|
Istijarah
|
Dingin sekali
|
Hangat
|
Hangat
|
Dingin
|
b)
Filtrasi Larutan
Data
pengamatan percobaan filtrasi larutan dapat dilihat pada tabel 5.6 berikut.
Tabel 5.6 Data Pengamatan Percobaan Filtrasi
Larutan
No.
|
Campuran
|
Hasil Penyaringan
|
1
|
Garam + air
|
Tidak tersaring
|
2
|
Tanah + air
|
Tersaring
|
3
|
Pasir + air
|
Tersaring
|
4
|
Sirup
|
Tidak tersaring
|
c)
Energi Potensial pada Ketapel
Data
pengamatan percobaan energi potensial pada ketapel dapat dilihat pada tabel 5.7
berikut.
Tabel 5.7 Data Pengamatan Energi Potensial
pada Ketapel
No.
|
Simpangan (m)
|
Jangkauan (m)
|
1
|
0,05
|
9,77
|
2
|
0,1
|
21,8
|
2.
Pembahasan
Pada percobaan kehandalan indra sebagai alat
pengukur suhu tersebut dilakukan oleh beberapa orang pengamat untuk
membandingkan hasil pengukuran suhu yang dirasakan berdasarkan indra.
Berdasarkan percobaan tersebut diperoleh data pengamatan, dimana 4 orang
pengamat merasakan dingin ketika memasukkan jari tangan kirinya ke dalam gelas
yang berisi air dingin dan merasakan hangat ketika memasukkan jari tangan kanannya
ke dalam gelas yang berisi air hangat. Ketika jari tangan kanan dan jari tangan
kiri dimasukkan ke dalam gelas yang berisi air normal secara bersamaan tiga
orang pengamat merasakan suhu jari tangan kiri menjadi hangat dan suhu jari
tangan kanan menjadi dingin. Sedangkan satu orang pengamat merasakan suhu jari
tangan kanan dan jari tangan kirinya dalam keadaan normal. Sehingga, dari data
tersebut dapat disimpulakan bahwa indra bukanlah alat pengukur suhu yang handal
karena tiga
faktor, pertama indra hanya bisa mengukur suhu secara kualitatif tetapi tidak
bisa mengukur suhu secara kuantitatif. Kedua, indra perasa setiap orang berbeda-beda,
hal ini sesuai dengan keterangan yang diberikan oleh 4 orang pengamat yang
berbeda. Ketiga, hasil
pengukuran yang diberikan oleh indra tidak selamanya sesuai dengan kondisi
lingkungan sebenarnya, hal ini berdasarkan data pengamatan yang dirasakan oleh
beberapa pengamat ketika memasukkan tangan kirinya ke dalam air dingin pengamat
merasa dingin tetapi ketika tangan kirinya dimasukkan ke air normal pengamat
merasa jarinya hangat, hal ini karena indra itu dipengaruhi oleh suhu tubuh. Tangan
kiri yang awalnya dimasukkan kedalam air dingin menyebabkan suhu tangan kiri
rendah dan ketika dicelupkan ke dalam air normal yang suhunya lebih besar dari
suhu tangan kiri sehingga menyebabkan tangan kiri merasa hangat. Begitupun
sebaliknya ketika suhu tubuh lebih besar dari suhu lingkungan maka indra akan
merasa dingin seperti yang terjadi pada tangan kanan yang awalnya dicelupkan
pada air hangat menyebabkan suhu tangan kanan naik dan ketika dicelupkan ke
dalam air normal yang suhunya lebih rendah dari suhu tangan kanan sehingga
menyebabkan tangan kanan merasa dingin.
Pada percobaan filtrasi larutan ini terdapat empat
larutan yang disediakan dalam percobaan ini yaitu larutan garam, larutan tanah,
larutan pasir, dan larutan sirup. Metode filtrasi ini dilakukan dengan
menggunakan kertas saring. Berdasarkan percobaan diperoleh data pengamatan
dimana larutan garam dan larutan sirup merupakan larutan yang tidak dapat
tersaring. Sementara, larutan yang dapat tersaring yaitu larutan tanah dan
larutan pasir dimana tanah dan pasir
tersaring pada kertas saring tersebut. Berdasarkan data
pengamatan tersebut dapat disimpulkan bahwa larutan yang dapat tersaring adalah
campuran heterogen karena campuran heterogen masih memiliki zat-zat yang tidak dapat larut
atau dengan kata lain komponen-komponennya masih dapat dibedakan sehingga
ketika disaring, zat-zat yang tidak larut akan tersangkut pada kertas saring dan larutan yang tidak dapat disaring adalah campuran
homogen karena zat-zatnya sudah
tidak dapat lagi dibedakan atau dengan kata lain zat pelarutnya telah larut
dalam bentuk air atau menjadi molekul yang sangat kecil sehingga tidak dapat
tersaring.
Percobaan
penentuan energi potensial pada katapel dilakukan dengan memberi simpangan
sejauh 5 cm, jangkauan yang ditempuh batu adalah 9,77 m sedangkan dengan
simpangan 10 cm, jangkauan yang ditempuh batu adalah 21,8 m. Besarnya energi
potensial pada ketapel dapat diperoleh dari perkalian antara gaya yang
diberikan pada ketapel dengan jarak/jangkauan yang ditempuh ketapel. Dengan demikian, dapat dipahami
bahwa energi potensial pada ketapel berbanding lurus dengan jangkauan batu yang
terlempar dari ketapel. Sehingga, berdasarkan data pengamatan energi potensial
terbesar terdapat pada ketapel dengan simpangan 10 cm dan jangkauan sebesar 21,8
m. Jarak atau jangkauan yang ditempuh oleh batu dipengaruhi
oleh jarak simpangan yang diberikan pada katapel. Semakin jauh simpangan yang
diberikan pada ketapel artinya gaya yang diberikan pada ketapel
juga semakin besar, maka
semakin jauh pula jarak atau jangkauan yang ditempuh batu. Sehingga percobaan
yang dilakukan sudah cukup baik karena terbukti bahwa energi potensial dipengaruhi oleh posisi atau
kedudukan benda. Semakin jauh posisi benda semakin besar pula energi potensial
yang dimiliki oleh benda tersebut dan sebaliknya.
Comments
Post a Comment