LAPORAN PERCOBAAN GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN I. TUJUAN PERCOBAAN Adapun tujuan percobaan ini adalah sebagai berikut. 1. Menyelidiki konsep Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) pada bidang miring dengan menggunakan ticker timer. 2. Mengecek hubungan antara kecepatan dan waktu pada gerak lurus berubah beraturan. II. LANDASAN TEORI Konsep Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) mengandung empat konsep, yaitu konsep gerak, lurus, berubah, dan beraturan. Konsep gerak mengandung arti perubahan kedudukan terhadap titik acuan. Konsep lurus mengandung arti perubahan kedudukan terjadi sepanjang lintasan lurus. Konsep berubah berarti perubahan kedudukan tersebut terjadi sebagai akibat perubahan kecepatan. Konsep beraturan menyatakan bahwa perubahan kecepatan yang terjadi selama selang waktu tertentu bersifat tetap. Perubahan kecepatan per satuan waktu disebut percepatan. Jadi GLBB adalah gerak sepanjang lintasan lurus dengan percepatan konstan. Berdasarkan pengertian bahwa percepatan merupakan perubahan kecepatan per satuan waktu, maka percepatan dalam gerak lurus berubah beraturan dapat dirumuskan sebagai berikut. v v0 a =... 1) t dengan: a = percepatan benda (m/s 2 ) v = kecepatan benda setelah menempuh t detik (m/s) v 0 t = kecepatan awal benda (m/s) = waktu (sekon) Laporan Gerak Lurus Berubah Beraturan 1
Kecepatan dari sebuah benda setelah melakukan GLBB selama rentang waktu tertentu dapat dicari menggunakan persamaan 1). Hal itu dapat dilakukan dengan mengalikan t pada kedua ruas serta menambahkan v 0 pada kedua ruas sehingga diperoleh, v = v 0 + at... 2) Hubungan kecepatan terhadap waktu dapat dilihat pada grafik berikut. v (m/s) v 1 v o Gambar 1. Grafik Hubungan Kecepatan dan Waktu untuk Benda yang Bergerak Lurus Berubah Beraturan t (s) Dari grafik 2.1, dapat ditentukan jarak yang ditempuh benda selama bergerak t sekon yaitu sebagai berikut. s s = luas daerah di bawah grafik v-t = luas trapesium s = (v o + v 1 ) 1 2 t s = [v o + (v o + a t)] 1 2 t s = (2 v o + a t) 1 2 t s = v o t + 1 2 a t 2... 3) dengan s v 0 = jarak yang ditempuh benda selama t sekon (m) = kecepatan awal benda (m/s) a = percepatan benda (m/s 2 ) t = waktu (s) Laporan Gerak Lurus Berubah Beraturan 2
Persamaan 1) dapat diubah bentuknya sebagai berikut. v v0 t =... 4) a Dengan mensubstitusikan persamaan 4) ke persamaan 3), maka diperoleh 2 0 2 v = v + 2as... 5) Persamaan 2), 3), dan 5) berlaku untuk benda yang bergerak lurus berubah beraturan baik itu dipercepat maupun diperlambat. Hanya saja, percepatan untuk gerak lurus berubah beraturan diperlambat bernilai negatif. Jadi, persamaan untuk benda yang bergerak lurus berubah beraturan diperlambat adalah sebagai berikut. v = v 0 at... 6) s = v o t - 1 2 a t 2... 7) 2 0 2 v = v 2as... 8) III. ALAT DAN BAHAN Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut. 1. Sebuah papan untuk bidang miring. 2. Sebuah kereta dinamik 3. Sebuah ticker timer 4. Sebuah balok penunjang 5. Sebuah catu daya ( Power Supply) 6. Gulungan kertas ticker timer 7. Kertas karbon 8. Busur derajat dengan skala 0-180 0 dan NST 1 o 9. 2 buah kabel penghubung ( merah dan hitam ). 10. Sebuah mistar dengan skala 0-30 cm dan NST 0,1 cm. Laporan Gerak Lurus Berubah Beraturan 3
11. Gunting. 12. Sebuah jarum pentul. IV. LANGKAH LANGKAH PERCOBAAN 4.1 Set-Up Percobaan 1. Menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan dalam percobaan. 2. Menyusun alat alat seperti gambar berikut. Ticker Timer Kereta Landasan Meja Power Suply Balok kayu Gambar 2. Set-Up Percobaan 4.2 Teknik Pengambilan Data Langkah-langkah: 1. Menentukan sudut kemiringan dengan menggunakan busur derajat yaitu sebesar 10 o. 2. Menghubungkan power supply dengan ticker timer dengan menggunakan kabel yang telah dicek. 3. Menghidupkan power supply dan melepaskan kereta dinamik agar meluncur menuruni bidang miring sambil menarik gulungan kertas ticker timer. 4. Memperhatikan jejak hasil rekaman gerak kereta dinamik pada gulungan kertas ticker timer setelah kereta sampai pada dasar bidang miring. 5. Menggunting pita yang ditarik oleh ticker timer menjadi potongan potongan, di mana tiap potongan mengandung 8 ketikan. θ Laporan Gerak Lurus Berubah Beraturan 4
6. Menempelkan potongan-potongan kertas secara berjajar dari kiri ke kanan pada tabel pengamatan. 7. Mengulangi langkah (1) sampai dengan (6) untuk sudut kemiringan 15 0. V. TEKNIK ANALISIS DATA Tujuan percobaan ini bukan untuk menentukan besarnya sesuatu, melainkan hanya mempelajari konsep dari gerak lurus berubah beraturan dan mengecek hubungan antara kecepatan dan waktu pada gerak lurus berubah beraturan. Oleh karena itu, analisis data dilakukan dengan membandingkan grafik yang diperoleh dari percobaan dengan grafik yang seharusnya diperoleh secara teori. Langkah analisis yang dilakukan adalah sebagai berikut. 1. Mengukur jarak antara titik pertama dan titik kedelapan. 2. Mencatat panjang masingmasing hasil pengukuran ke dalam tabel berikut. Tabel 1 Panjang potongan kertas ticker timer dengan interval 8 ketikan (Ө = 10,0 o ) NO. Waktu ke- 1. 1 2. 2 3. 3 4. 4 5. 5 Panjang Potongan (mm) Tabel 2 Panjang potongan kertas ticker timer dengan interval 8 ketikan (Ө = 15,0 o ) NO. Waktu ke- 1. 1 2. 2 3. 3 4. 4 Panjang Potongan (mm) Laporan Gerak Lurus Berubah Beraturan 5
5. 5 3. Membuat grafik hubungan antara kecepatan (v) dan waktu (t) menggunakan panjang potongan kertas sebagai besarnya kecepatan. 4. Membandingkan grafik hasil percobaan dengan grafik secara teori. VI. DATA HASIL PERCOBAAN Adapun hasil percobaan yang diperoleh adalah sebagai berikut. Tabel 3 Potongan kertas ticker timer dengan interval 8 ketikan (Ө = 10,0 o ) ke-1 ke-2 ke-3 ke-4 ke-5 Tabel 4 Laporan Gerak Lurus Berubah Beraturan 6
Potongan kertas ticker timer dengan interval 8 ketikan (Ө = 15,0 o ) ke-1 ke-2 ke-3 ke-4 ke-5 VII. ANALISIS DATA Analisis data pada percobaan Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) tidak dilakukan secara kuantitatif, tetapi hanya dilakukan secara kualitatif yaitu dengan membuat grafik hubungan kecepatan (v) terhadap waktu (t) berdasarkan data hasil percobaan yang telah diperoleh. Berikut ini adalah data panjang tiap potongan kertas ticker timer. Tabel 5 Data panjang potongan kertas ticker timer dengan interval 8 ketikan (Ө = 10,0 o ) NO. Panjang Potongan Waktu ke- (mm) 1. 1 10,5 2. 2 21,0 3. 3 32,0 4. 4 40,0 Laporan Gerak Lurus Berubah Beraturan 7
5. 5 50,0 Tabel 6 Data panjang potongan kertas ticker timer dengan interval 8 ketikan (Ө = 15,0 o ) NO. Panjang Potongan Waktu ke- (mm) 1. 1 12,5 2. 2 30,5 3. 3 48,0 4. 4 63,0 5. 5 76,5 Grafik hubungan antara kecepatan (v) terhadap waktu (t) dibuat dengan menggunakan data dalam tabel 5 dan tabel 6. Kecepatan (v) dalam hal ini dinyatakan dengan panjang potongan ticker timer tiap delapan ketikan dan waktu (t) dalam hal ini dinyatakan oleh 8 titik ke-. Grafik yang dibuat ada dua yaitu berdasarkan tabel 5 yaitu untuk θ = 10,0 0 dan tabel 6 untuk θ = 15,0 0. Ada pun grafik yang dihasilkan adalah grafik 1 dan grafik 2. Laporan Gerak Lurus Berubah Beraturan 8
1. Grafik hubungan antara kecepatan (v) dengan waktu (t) untuk θ = 10,0 0 2. Grafik hubungan antara kecepatan (v) dengan waktu (t) untuk θ = 15,0 0 Laporan Gerak Lurus Berubah Beraturan 9
VIII. HASIL DAN PEMBAHASAN Berdasarkan analisis data yang telah dilakukan, diperoleh grafik yang sudah menunjukkan terjadinya gerak lurus berubah beraturan. Grafik hubungan kecepatan (v) terhadap waktu (t) menunjukkan kecepatan benda semakin besar sehingga benda dikatakan mengalami perubahan kecepatan atau mengalami percepatan. Dapat dilihat pada grafik bahwa kecepatan benda terus meningkat, namun perubahan kecepatan tidak membentuk garis yang linier, masih ada titik yang menyimpang. Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor, baik itu faktor yang berasal dari kesalahan praktikan dalam melaksanakan percobaan, maupun kesalahan yang disebabkan oleh kondisi alat yang sudah rusak. Berdasarkan grafik yang diperoleh maka dapat dilihat hubungan antara besarnya sudut kemiringan dengan besarnya percepatan benda. Dengan membandingkan grafik 1 (grafik hubungan kecepatan terhadap waktu dengan θ = 10 0 ) dan grafik 2 (grafik hubungan kecepatan terhadap waktu dengan θ = 15 0 ) maka dapat dilihat grafik 2 lebih curam dibandingkan grafik 1 (gradien grafik 1 lebih kecil dari grafik 2). Berdasarkan hal tersebut dapat diketahui bahwa semakin besar sudut kemiringan maka semakin besar juga percepatannya, hal ini bisa ditunjukkan dari kecuraman (gradien) grafik. Berarti hasil percobaan yang diperoleh sudah sesuai dengan teori yang ada. Ada pun kesalahan-kesalahan yang terjadi pada saat melakukan praktikum adalah sebagai berikut: 1. Kesalahan umum, yakni kesalahan yang terjadi karena kekeliruan pengamat. Dalam praktikum ini kesalahan umum yang terjadi yaitu kesalahan dalam memasang alat sehingga alat yang akan digunakan tidak bekerja dengan baik yang akhirnya mempengaruhi keakuratan data percobaan. Misalnya, kesalahan dalam memasang kertas karbon sehingga kertas karbon tidak bisa berputar dan tidak terjadi ketikan pada golongan pita ticker timer, karena kesalahan ini kami harus mengulang percobaan beberapa kali. Selain itu juga terdapat kesalahan praktikan dalam membaca skala pada busur derajat dan penggaris sehingga menghasilkan data yang kurang akurat. 2. Kesalahan sistematis, yakni kesalahan yang terjadi karena alat ukur dan pengaruh lingkungan. Adapun kesalahan sistematis yang utama adalah ticker Laporan Gerak Lurus Berubah Beraturan 10
timer yang tersedia sudah rusak selain itu periode ketukan ticker timer tidak sama sehingga mempengaruhi data yang diperoleh. 3. Kesalahan acak, yaitu kesalahan yang kita tidak ketahui secara pasti penyebabnya, namun berpengaruh besar terhadap data hasil percobaan. Selain terdapat kesalahan dalam melakukan percobaan, kelompok kami juga mengalamai beberapa kendala dalam melaksanakan praktikum yang mempengaruhi hasil percobaan yang didapatkan. Adapun kendala-kendala yang kami alami dalam melakukan percobaan adalah sebagai berikut. 1. Ticker timer yang tersedia tidak dalam kondisi yang baik, hal ini bisa dilihat ketika ticker timer sudah dihubungkan dengan catu daya, getaran ticker timer tidak teratur, bahkan sering tiba-tiba mati. 2. Kereta sering keluar lintasan sehingga membuat ketikan ticker timer menjadi kurang beraturan, hal ini disebabkan karena lintasan yang digunakan bukan lintasan rel yang dapat membuat mobil bergerak lurus. IX. KESIMPULAN Berdasarkan hasil analisis data yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan halhal sebagai berikut. 1. Karakteristik Gerak Lurus Berubah Beraturan dapat dibuktikan dengan melakukan percobaan menggunakan ticker timer. Yang ditinjau adalah perubahan jarak antar ketikan pada kertas ticker timer. Semakin bertambahnya waktu, jarak antar ketikan semakin jauh. Ini membuktikan bahwa kecepatan yang dialami mobil semakin besar karena mobil mengalami percepatan. Hasil percobaan bisa dilihat dalam grafik yang menunjukkan terjadinya perubahan kecepatan karena panjang potongan semakin besar (potongan semakin panjang). Benda yang mengalami kecepatan yang semakin besar dikatakan mengalami percepatan. 2. Hubungan antara kecepatan dengan waktu adalah semakin bertambahnya waktu, maka kecepatan benda akan semakin besar akibat adanya percepatan. Laporan Gerak Lurus Berubah Beraturan 11