A. Pelaksanaan Praktikum
1. Tujuan : - Menentukan periode bandul matematis.
- Menentukan tetapan percepatan gravitasi bumi dengan
menggunakan bandul matematis.
- Menentukan tetapan percepatan gravitasi bumi dengan
menggunakan bandul matematis.
2. Hari, tanggal : Selasa, 13 November 2018
3. Tempat : Laboratorium Fisika FKIP, Universitas Mataram.
B. LandasanTeori
Osilasi atau getaran adalah gerak bolak balik disekitar posisi setimbang. Salah satu bentuk gerak bentuk gerak osilasi adalah gerak bandul matematis sederhana. Sifat bandul matematis sederhana adalah simpangan tidak boleh terlalu besar. Kalau simpangan sangat besar maka gaya yang bekerja pada benda tidak lagi berbanding lurus dengan simpangan. Gaya berbanding lurus dengan simpangan hanya untuk simpangan kecil,begitu juga sebaliknya (Abdullah, 2016: 495-501).
Bandul sederhana adalah sistem mekanik lain yang menunjukkan gerak periodik. Bandul terdiri atas cakram yang mempunyai partikel bermassa m yang digantung pada seutas tali dengan panjang L yang bagian atasnya tidak bergerak. Ketika dilepaskan, partikel berayun kesana kemari ke arah yang sama, tetapi gerakannya harmonik sederhana. Bandul bergerak sepanjang busur lingkaran, bukannya bolak-balik dalam garis lurus. Ketika osilasi kecil, gerakan partikel hampir lurus, jadi hukum Hooke mungkin berlaku (Serwey, 2017: 439).
Bandul menunjukkan massa (m) yang melekat pada seutas tali (L) dan bebas berayun bolak-balik. Posisi bandul dapat dijelaskan oleh busur panjang, dimana bernilai Ø apabila bandul mengandung lurus kebawah, karena sudut adalah Ø apabila bandul mengandung atau berada dikanan maka bernilai positif, dan bernilai negatif ketika bandul berada pada kiri. Bandul terdapat dua gaya yang bekerja pada massa yaitu gaya tegangan tali dan gaya gravitasi. Sama seperti gerakan melingkar, bandul berguna untuk membagi kekuatan menjadi komponen tangensial, yang sejajar dengan tali (Knight, 2017: 404).
C. Alat dan Bahan
1. Alat
a. Bandul matematis 1 Set
b. Bolpoin 1 Unit
c. Mistar 1 Unit
d. Neraca ohauss 1 Unit
e. Stopwatch 1 Unit
2. Bahan
a. Benang kasur Sekukupnya
D. Langkah Kerja
1. Ditimbang alat dan bahan.
2. Ditimbang massa beban.
3. Ditandai panjang tali dengan menggunakan bolpoin untuk 5 panjang tali berbeda, dimulai dari panjang tali 20 cm, 25 cm, 30 cm, 35 cm, dan 40 cm, pada setiap panjang tali waktu ayunan diukur 10 kali osilasi. Dimasukkanlah hasil pengamatan ke Tabel 5.1.
4. Dibuat kurva yang menunjukkan hubungan antara T2 dan L, kemudian ditarik garis lurus yang berhimpitan dengan titik-titik hasil ukur.
5. Ditentukan kemiringan dalam grafik tersebut. Berdasarkan kurva tersebut ditentukan nilai percepatan gravitasi bumi.
E. Hasil Pengamatan
1. Tabel
Tabel 5.1 Pengukuran Waktu Ayunan
No
|
Massa beban
|
Panjang tali (L)
|
Waktu untuk 10 ayunan (t)
|
Periode
|
T2
|
1
|
35,6 gr
|
20 cm
|
09,35 s
|
0,93 s
|
0,86 s2
|
2
|
35,6 gr
|
25 cm
|
10,69 s
|
1,07 s
|
1,14 s2
|
3
|
35,6 gr
|
30 cm
|
11,42 s
|
1,14 s
|
1,30 s2
|
4
|
35,6 gr
|
35 cm
|
12,51 s
|
1, 25 s
|
1,56 s2
|
5
|
35,6 gr
|
40 cm
|
13,32 s
|
1, 33 s
|
1,77 s2
|
Tabel 5.1 hasil Pengukuran Waktu Ayunan
2. Grafik
Grafik 5.1 Hubungan T2 (s2) terhadap L (cm)
Grafik 5.1 Hubungan T2 (s2) terhadap L (cm)
F. Analisis Data
1. Menghitung Tetapan Percepatan Gravitasi untuk
a. Menghitung Nilai Percepatan Gravitasi (g)
Diketahui :
Ditanya :
Jawab :
b. Menghitung Ketidakpastian Pengukuran
Diketahui :
Ditanya :
Jawab :
Jadi, ketidakpastian Pengukuran
c. Menghitung Hasil Tetapan Percepatan Gravitasi
Jadi, rentang nilai pengukuran tetapan percepatan gravitasi untuk
2. Menghitung Tetapan Percepatan Gravitasi untuk
a. Menghitung Nilai Percepatan Gravitasi (g)
Diketahui :
Ditanya :
Jawab :
b. Menghitung Ketidakpastian Pengukuran
Diketahui :
Ditanya :
Jawab :
Jadi, ketidakpastian Pengukuran
c. Menghitung Hasil Tetapan Percepatan Gravitasi
Jadi, rentang nilai pengukuran tetapan percepatan gravitasi untuk
3. Menghitung Tetapan Percepatan Gravitasi untuk
a. Menghitung Nilai Percepatan Gravitasi (g)
Diketahui :
Ditanya :
Jawab :
b. Menghitung Ketidakpastian Pengukuran
Diketahui :
Ditanya :
Jawab :
Jadi, ketidakpastian Pengukuran
c. Menghitung Hasil Tetapan Percepatan Gravitasi
Jadi, rentang nilai pengukuran tetapan percepatan gravitasi untuk
4. Menghitung Tetapan Percepatan Gravitasi untuk
a. Menghitung Nilai Percepatan Gravitasi (g)
Diketahui :
Ditanya :
Jawab :
b. Menghitung Ketidakpastian Pengukuran
Diketahui :
Ditanya :
Jawab :
Jadi, ketidakpastian Pengukuran
c. Menghitung Hasil Tetapan Percepatan Gravitasi
Jadi, rentang nilai pengukuran tetapan percepatan gravitasi untuk
5. Menghitung Tetapan Percepatan Gravitasi untuk
a. Menghitung Nilai Percepatan Gravitasi (g)
Diketahui :
Ditanya :
Jawab :
b. Menghitung Ketidakpastian Pengukuran
Diketahui :
Ditanya :
Jawab :
Jadi, ketidakpastian Pengukuran
c. Menghitung Hasil Tetapan Percepatan Gravitasi
Jadi, rentang nilai pengukuran tetapan percepatan gravitasi untuk
G. Pembahasan
Praktikum ini membahas tentang bandul matematis dimana bertujuan agar bisa menentukan periode bandul metematis dan menentukan tetapan percepatan gravitasi bumi dengan menggunakan bandul matematis. Bandul sederhana adalah sistem mekanik lain yang menunjukkan gerak periodik. Bandul menunjukkan massa (m) yang melekat pada seutas tali (L) dan bebas berayun bolak-balik. Ketika dilepaskan, massa (m) berayun kesana kemari kearah yang sama, tetapi gerakannya harmonik sederhana. Gerakan bandul tersebut dinamakan osilasi. Osilasi atau getaran adalah gerak bolak-balik disekitar posisi setimbang. Karena, apabila sebuah benang digantungkan padda seutas tali, kemudian diberikan simpangan, lalu dilepaskan maka benda tersebut akan mengalami gerakan osilasi (gerakan ayunan). Sifat bandul matematis sederhana adalah simpangan tidak boleh terlalu besar. Apabila simpangan terlalu besar maka gaya yang bekerja pada benda tidak lagi berbanding lurus dengan simpangan. Gaya hanya berbanding lurus dengan simpangan kecil. Bandul terdapat dua gaya yang bekerja pada massa yaitu gaya tegangan tali dan gaya gravitasi. Posisi bandul dapat dijelaskan oleh busur panjang, dimana bernilai 0 apabila bandul mengandung lurus kebawah karena sudut dari bandul itu sendiri adalah Ø. Posisi bandul bernilai positif apabila berada di sebelah kanan dan bernilai negatif apabila posisi bandul berada disebelah kiri. Kegunaan dari bandul yaitu untuk membagi kekuatan menjadi komponen tangensial yang sejajar dengan tali. Komponen tangensial dari gaya gravitasi selalu bekerja ke arah Ø=0, berlawanan arah dengan perpindahan bola bandulnya dari posisi terendah. Oleh kerena itu, komponen tangensialnya adalah gaya penuh dari gravitasi yang bersinggungan dengan busurnya.
Hasil pengamatan dari praktikum ini adalah kami melakukan percobaan berulang sebanyak 5 kali percobaan untuk masing-masing bahan yang digunakan. Bahan yang digunakan adalah benang kasur, dimana panjang yang digunakan berkisar antara 20 cm, 25 cm, 30 cm, 35 cm, dan 40 cm. Massa beban yang didapatkan sebesar 35,6 gram dimana, massa beban tidak digunakan pada praktikum ini karena, massa dari bandul tidak mempengaruhi ayunan, karena ayunan dari sebuah benda hanya tergantung pada panjang tali dan percepatan yang diakibatkan oleh gravitasi. Pada praktikum ini kami menggunakan 10 putaran untuk semua panjang tali baik yang 20 cm, 25 cm, 30 cm, 35 cm, dan 40 cm. Proses pengayunan benda kami menggunakan sudut 10°. Percobaan pertama menggunakan benang kasur dengan panjang 20 cm, didapatkan waktu ayuanan sebesar 09,35 s dan periode bandul sebesar 0,93 s yang diperoleh dengan cara membagikan waktu ayunan dengan banyaknya putaran dari bandul. Tetapan percepatan gravitasi yang didapatkan sebesar 9,17 m/s2 dengan cara, nilai
Percobaan tersebut dapat disimpulkan bahwa semua bandul sederhana dengan panjang tali yang sama dan berada pada lokasi yang sama (sehingga 2 konstan) akan berosilasi dengan periode yang sama pula. Percobaan yang kami lakukan untuk menentukan periode bandul serta menentukan percepatan gravitasi bumi dengan menggunakan bandul matematis berhasil dilakukan, dilihat dari nilai tetapan percepatan yang didapatkan untuk panjang tali sebesar 20 cm, 25 cm, 30 cm, 35 cm, dan 40 cm berturut-turut sebesar 9,17 m/s2, 8,65m/s2, 9,10m/s2, 8,85m/s2, dan 8,91 m/s2, ini artinya angka yang didapatkan tidak terlalu berbeda jauh dengan tetapan gravitasi dibumi (9,8 m/s2 atau 10 m/s2). Catatatn penting pada praktikum ini yaitu pada proses pengayunan diharuskan untuk memegang massa benda, baru kemudian dilepaskan (disimpangkan) karena, apabila simpangan yang dilakukan sangat besar maka gaya yang bekerja pada benda tersebut tidak lagi berbanding lurus dengan simpangan. Gaya berbanding lurus hanya untuk simpangan kecil.
H. Penutup
1. Kesimpulan
Berdasarkan tujuan, landasan teori, hasil pengamatan, analisis data, dan pembahasan:
a. Pada percobaan ini kita bisa menentukan langkah-langkah dalam mencari periode dan tetapan percepatan gravitasi bumi dengan menggunakan bandul matemtis.
b. Bandul menunjukkan massa (m) yang melekat pada seutas tali (L) yang bebas berayun bolak-balik.
c. Osilasi atau getaran adalah gerak bolak-balik disekitar posisi setimbang.
d. Sifat bandul matematis sederhana adalah simpangan tidak boleh terlalu besar.
e. Bandul bernilai 0 apabila mengandung lurus kebawah dan bernilai positif apabila berada dikanan serta bernilai negatif apabila berada di kiri.
f. Panjang tali yang digunakan yaitu 20 cm, 25 cm, 30 cm, 35 cm, dan 40 cm, dengan waktu ayunan berturut-turut yaitu 09,35 s, 10,69 s, 11,42 s, 12,51 s, dan 13,32 s.
g. Periode dan tetapan percepatan gravitasi yang didapatkan berturut-turut sebesar 0,93 s dan 9,17 m/s2, 1,07 dan 8,65 m/s2, 1,14 s dan 9,10 m/s2, 1,12 s dan 8,85 m/s2, 1,33 s dan 8,91 m/s2, untuk panjang tali terpendek ke panjang tali terpanjang.
h. Ketidakpastian pengukuran untuk 5 panjang tali yang berbeda mulai yang terpendek ke panjang tali terpanjang berturut-turut sebesar 0,10 m/s2, 0,08 m/s2, 0,08 m/s2, 0,02 m/s2, 0,07 m/s2.
i. Rentang hasil pengukuran tetapan percepatan gravitasi untuk 5 panjang tali yang berbeda mulai panjang tali yang terpendek ke panjang tali terpanjang berturut-turut yaitu
DAFTAR PUSTAKA
Abdullah, Mikrajuddin.2016. Fisika Dasar I. Bandung : ITB.
Knight, Randall D. 2017. Physics for Scientists and Engineers. Buston: Pearson
Educations.
Serwey, Raymond, dkk. 2017. College Physics Eighth Edition. USA: Brooks/Cole.
DISUSUN OLEH
1. RIZKI AMALIA ( E1Q018057 )
2. ROSTINA ( E1Q018062 )
3. SUPRIADI ( E1Q018067 )
4. TIA LISTIANI ( E1Q018069 )
5. UPE’ SINTA WANGI ( E1Q018072 )
6. SOFYAN HADI ( E1Q018077 )
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS MATARAM
2018
Tidak ada komentar:
Posting Komentar