Laporan mingguan Fisika

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR

AYUNAN SEDERHANA

DOSEN PENGAMPU

Drs. NASRI M.Z, MS

KELAS H

KELOMPOK 2 :

YANITA                                            D1A014119

MEGA LESTARI                            D1A014120

JUL RIVERY SIANIPAR              D1A014121

ANISSA TUNISAH                          D1A014122

YOGA PRATAMA                          D1A014123

NACHA YONA                                D1A014124

JURUSAN AGROEKOTEKNOLOGI

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS JAMBI

APRIL, 2015

PERCOBAAN DUA

AYUNAN SEDERHANA

A.    TUJUAN

Menentukan percepatan gravitasi bumi ( g ) dengan bandul matematis

B.     ALAT DAN PERCOBAAN

Ayunan matematis yang terdiri dari benang wol,besi pejal yang berkatrol dan tutup botol

·         Penyangga statis

·         Stopwatch

·         Mistar 100 cm

·         Busur

C.    PRINSIP TEORI

Benda dikatakan bergerak atau bergetar harmonis jika benda tersebut berayun melalui titik kesetimbangan dan kembali lagi keposisi awal.Gerak Harmonik Sederhana adalah gerak bolak balik benda melalui titik keseimbangan tertentu dengan beberapa getaran benda dalam setiap sekon selalu konstan. 

Besaran fisika yang terdapat pada gerak harmonis sederhana adalah:

·         Periode (T), Benda yang bergerak harmonis sederhana pada ayunan sederhana memiliki periode atau waktu yang dibutuhkan benda untuk melakukan satu getaran secara lengkap. Benda melakukan getaran secara lengkap apabila benda mulai bergerak dari titik di mana benda tersebut dilepaskan dan kembali lagi ke titik tersebut.

Periode adalah selang waktu yang diperlukan oleh suatu benda untuk melakukan satu getaran lengkap. Getaran adalah gerakan bolak-balik yang ada di sekitar titik keseimbangan di mana kuat lemahnya dipengaruhi besar kecilnya energi yang diberikan. Satu getaran frekuensi adalah satu kali gerak bolak-balik penuh. Satu getaran lengkap adalah gerakan dari a-b-c-b-a.

Periode ayunan Bandul adalah:

L = Panjang Tali

g = Percepatan Gravitasi

Untuk menentukan g kita turunkan dari rumus di atas:

T² = 4π² (L/g)

g   = 4π² (L/T²)

g   = 4π² tan α ; tan α = Δ L / T²

Periode juga dapat dicari dengan 1 dibagi dengan frekuensi.

·         Frekuensi getaran adalah jumlah getaran yang dilakukan oleh sistem dalam satu detik, diberi simbol f.  Satuan frekuensi adalah 1/sekon atau s-1 atau disebut juga Hertz, Hertz adalah nama seorang fisikawan. 

·         Amplitudo, pada ayunan sederhana, selain periode dan frekuensi, terdapat juga amplitudo. Amplitudo adalah pengukuran scalar yang non negative dari besar osilasi suatu gelombang. Amplitudo juga dapat didefinisikan sebagai jarak terjatuh dari garis kesetimbangan dalam gelombang sinusoide yang kita pelajari pada mata pelajaran fisika dan matematika.

Pada bandul matematis, periode dan frekuensi sudut pada bandul sederhana tidak tergantung pada massa bandul, tetapi bergantung pada penjang tali dan percepatan gravitasi setempat. Pada kondisi seprti itu, untuk mencari percepatan gravitasi kita menggunakan rumus::

T = 2π    , atau g = (2π)².l/T²

T = 2π

T adalah periode

l adalah panjang tali

g adalah percepatan gaya gravitasi

Gravitasi adalah gaya tarik-menarik yang terjadi antara semua partikel yang mempunyai massa di alam semesta. Fisika modern mendeskripsikan gravitasi menggunakan Teori Relativitas Umum dari Einstein, namun hukum gravitasi universal Newton yang lebih sederhana merupakan hampiran yang cukup akurat dalam kebanyakan kasus. Sebagai contoh, bumi yang memiliki massa yang sangat besar menghasilkan gaya gravitasi yang sangat besar untuk menarik benda-benda di sekitarnya, termasuk makhluk hidup, dan benda-benda yang ada di bumi. Gaya gravitasi ini juga menarik benda-benda yang ada di luar angkasa, seperti bulan, meteor, dan benda angkasa lainnya, termasuk satelit buatan manusia.

GERAK HARMONIS SEDERHANA

Gerak harmonis sederhana yang dapat dijumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah getaran benda pada pegas dan getaran benda pada ayunan sederhana. Kita akan mempelajarinya satu persatu. Gerak Harmonis Sederhana pada Ayunan.

Ketika beban digantungkan pada ayunan dan tidak diberikan gaya maka benda akan diam di titik kesetimbangan B. Jika beban ditarik ke titik A dan dilepaskan, maka beban akan bergerak ke B, C, lalu kembali lagi ke A. Gerakan beban akan terjadi berulang secara periodik, dengan kata lain beban pada ayunan di atas melakukan gerak harmonik sederhana. Besaran fisika pada Gerak Harmonik Sederhana pada ayunan sederhana Periode (T)

Benda yang bergerak harmonis sederhana pada ayunan sederhana memiliki periode alias waktu yang dibutuhkan benda untuk melakukan satu getaran secara lengkap. Benda melakukan getaran secara lengkap apabila benda mulai bergerak dari titik di mana benda tersebut dilepaskan dan kembali lagi ke titik tersebut.

Pada contoh di atas, benda mulai bergerak dari titik A lalu ke titik B, titik C dan kembali lagi ke B dan A. Urutannya adalah A-B-C-B-A. Seandainya benda dilepaskan dari titik C maka urutan gerakannya adalah C-B-A-B-C.

Pada frekuensi telaah terhadap bunyi dan getaran sangat berkait bahkan tidak dapat dipisahkan dengan kajian tentang ayunan atau yang disebut juga dengan istilah osilasi. Gejala ini dalam kehidupan kita sehari-hari contohnya adalah gerakan bandul jam, gerakan massa yang digantung pada pegas, dan bahkan gerakan dawai gitar saat dipetik. Ketiganya merupakan contoh-contoh dari apa yang disebut sebagai ayunan (Anonim, 2012).

Ayunan sederhana adalah suatu sistam yang terdiri dari sebuah massa titik yang digantung dengan tali tanpa massa dan tidak dapat mulur.jika ayunan ini ditarik ke samping dari posisi setimbang, dan kemudian dilepaskan,maka massa m akan berayun dalam bidang vertikal ke bawah pengaruh gravitasi.Gerak ini adalah gerak osilasi dan periodik (Anonim, 2011).

Ada beberapa contoh gerak harmonik sederhana, diantaranya:

1.      Gerak harmonik pada bandul. Ketika beban digantungkan pada ayunan dan tidak diberikan gaya, maka benda akan dian di titik keseimbangan B. Jika beban ditarik ke titik A dan dilepaskan, maka beban akan bergerak ke B, C, lalu kembali lagi ke A. Gerakan beban akan terjadi berulang secara periodik, dengan kata lain beban pada ayunan di atas melakukan gerak harmonik sederhana.

2.      Gerak harmonik pada pegas. Ketika sebuah benda dihubungkan ke ujung sebuah pegas, maka pegas akan meregang (bertambah panjang) sejauh y. Pegas akan mencapai titik kesetimbangan jika tidak diberikan gaya luar (ditarik atau digoyang).

Syarat sebuah benda melakukan Gerak Harmonik Sederhana adalah apabila gaya pemulih sebanding dengan simpangannya. Apabila gaya pemulih sebanding dengan simpangan x atau sudut 0 maka pendulum melakukan Gerak Harmonik Sederhana.

Gaya pemulih pada sebuah ayunan menyebabkannya selalu bergerak menuju titik setimbangnya. Periode ayunan tidak berhubungan dengan dengan amplitudo, akan tetapi ditentukan oleh parameter internal yang berkait dengan gaya pemulih pada ayunan tersebut.

Teori Gerak harmonis sederhana yang dapat dijumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah getaran benda pada pegas dan getaran benda pada ayunan sederhana. Kita akan mempelajarinya satu persatu. Gerak Harmonis Sederhana pada Ayunan.

Untuk menentukan gravitasi bumi dilakukan percobaan ayunan bandul sederhana dengan peralatan sederhana. Dengan mengmati gerak harmonis bandul yang memiliki simpangan maksimal 15°. Serta menentukan waktu yang diperlukan untuk 5, 10, atau 20 getaran dengan panjang tali yang berbeda-beda dan massa beban sebesar 0,05 Kg. Yang kemudian dihitung nilai gravitasinya dengan persamaan berikut:

 

      Sebelum membuktikan nilai percepatan gravitasi bumi g = 9,8 m/s² , terlebih dahulu mari kita lihat dua rumus yang akan kita gunakan sebagai dasar dasar membuktikan masalah ini. Kedua rumus yang juga termasuk hukum newton tersebut adalah Hukum Newton tentang gravitasi dan Hukum II Newton. Untuk lebih jelas tentang ke dua hukum tersebut, perhatikan uraian berikut :

1. Hukum Gravitasi Newton

berisi pernyataan sebagai berikut :

“ setiap benda menarik benda lain dengan gaya sebanding dengan perkalian massa-massanya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak yang memisahkan kedua benda “

Di rumuskan sebagai berikut :

Keterangan :
F      = gaya tarik antara kedua benda

G     = konstanta gravitasi universal

m1    = massa benda 1

m2    = massa benda 2

r       = jarak kedua benda

2. Hukum II Newton tentang gerak

Berisi pernyataan sebagai berikut :

“ Besarnya percepatan yang dialami benda berbanding lurus dengan gaya total yang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massanya. Arah percepatan sama dengan arah gaya total yang bekerja pada benda “
Di rumuskan sebagai berikut :

Keterangan: :
F   = gaya total

G  = konstanta gravitasi universal

m  = massa benda

a   = percepatan yang dialami benda

Karena a merupakan percepatan, berarti dalam kasus di atas dapat diartikan :

Dengan g adalah percepatan gravitasi bumi.

Selanjutnya dalam mencari nilai g kita akan mengaplikasikan rumus di atas dengan menggunakan nilai tetapan-tetapan dari bumi, lebih jelasnya sebagai berikut :

(

D.    PROSEDUR PERCOBAAN

1.      Pasanglah bandul dengan penumpu.

2.      Ukur panjang tali dari pusat bola titik gantung lebih kurang .

3.      Simpangan bola lebih kurang 15⁰ sampai 20⁰ kemudian lepas.

4.      Catatlah waktu untuk 14 ayunan dengan menekan stop watch pada saat bandul dilepas  dan lakukan 3x.

5.      Ulangi prosedur nomor 4 untuk panjang tali 80,70,60,dan 50 cm.Lakukan 3x ulangan setiap panjang tali.

6.      Buatlah dalam table hasil yang diperoleh.

E.     HASIL DAN PEMBAHASAN

TABEL DATA

Dari hasil percobaan diperoleh data sebagai berikut :

Panjang tali	Waktu 15 ayunan ( detik )	Harga rata-rata
80	T1=25,2       T2=25,2       T3=25,3	T =25,23
70	T1= 24,1      T2=23,0       T3=23,4	T =23,5
60	T1=22,0       T2=22,2       T3=22,2	T =22,13
50	T1=20,3       T2=20,1       T3=20,3	T =20,23

PEMBAHASAN

TUGAS

a.       Hitunglah percepatan gravitasi untuk setiap panjang tali yang berbeda

b.      Bandingkan percepatan gravitasi yang kamu peroleh dengan yang ada pada literature

c.       Buatlah kesimpulan apa yang kamu peroleh

Percepatan gravitasi untuk setiap panjang tali yang berbeda

Dari percobaan pertama, beban digantungkan pada tali dengan panjang 80 cm dengan ayunan 14,  membutuhkan waktu  s. Sehingga didapat periodenya 1,8 sekon dan percepatan gravitasinya  9,74 m/s².

T =

    =

    = 1,8 sekon

T = 2π

1,8 = 2.3,14

   = 9,74 m/s²

Dari percobaan pertama, beban digantungkan pada tali dengan panjang 70 cm dengan ayunan 14,  membutuhkan waktu  s. Sehingga didapat periodenya 1,68 sekon dan percepatan gravitasinya  9,8 m/s².

T =

    =

    = 1,68 sekon

T = 2π

1,68 = 2.3,14

   = 9,8 m/s²

Dari percobaan pertama, beban digantungkan pada tali dengan panjang 60 cm dengan ayunan 14,  membutuhkan waktu  s. Sehingga didapat periodenya 1,58 sekon dan percepatan gravitasinya  9,47 m/s².

T =

    =

   = 1,58 sekon

T = 2π

1,58 = 2.3,14

   = 9,47  m/s²

Dari percobaan pertama, beban digantungkan pada tali dengan panjang 50 cm dengan ayunan 14,  membutuhkan waktu  s. Sehingga didapat periodenya 1,44 sekon dan percepatan gravitasinya  9,53 m/s².

T =

    =

    = 1,44 sekon

T = 2π

1,44 = 2.3,14

    = 9,53 m/s²

Berdasarkan hasil percobaan yang kami lakukan bahwa percepatan gravitasi  yang kami peroleh tidak berbeda jauh  dari  percepatan yang ada di literlatur (9,8 m/s² – 10 m/s²). Karena setelah di rata – rata hasilnya 9,64 m/s² yaitu mendekati ketetapan yang sudah ditentukan , nilai ini tidak jauh berbeda dari literatur yang ada. Ketetapan nilai gravitasi bumi dapat dibuktikan dengan :

Jadi, gaya gravitasi mempunyai banyak manfaat antara lain :

1.       Kita dapat berada di bumi ini dan tidak melayang layang di angkasa.

2.       Makhluk hidup dapat melakukan kegiatan dengan adanya gaya gravitasi tersebut. 

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Gravitasi adalah gaya tarik-menarik yang terjadi antara semua partikel yang mempunyai massa di alam semesta. Percepatan gravitasi bumi berkisar antara 9,8 m/s² – 10 m/s². Semakin panjang tali maka semakin besar priode,semakin pendek tali maka waktu yang dibutuhkan akan semakin cepat begitu juga sebaliknya.Percepatan gravitasi bergantung pada perioda dan panjang tali dan Sedangkan perubahan massa benda tidak dialami dengan bertambahnya periode bahkan bertambahnya massa periode selalu tetap sama.

Saran

Sebaiknya melakukan percobaan secara berulang-ulang, karena jika hanya melakukan satu kali percobaan, tingkat ketetapan akan berkurang. Percobaan harus secara teliti dan cermat dalam mengamati waktu dan menghitung getaran yang terjadi. Karena akan mempengaruhi periode yang dihasilkan. Jika dalam perhitungan periode terjadi kesalahan maka akan berpengaruh pada besarnya percepatan gravitasinya.

DAFTAR PUSTAKA

http://ainiika.blogspot.com/2012/01/laporan-praktikum-fisika-ayunan.html

http://deniayaya.blogspot.com/2011/11/laporan-praktikum-fisika-gerak-harmonis.html

http://7penaberbicara.blogspot.com/2013/03/laporan-praktikum-fisika-ayunan_11.html