contoh laporan praktikum percepatan gravitasi bumi LAPORAN Pratikum Percepatan Gravitasi Bumi Kata Pengantar Allhamdulilaahi rabil alamin, Puji dan Syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas rahmat dan karunia-nya, penulis dapat menyelesaikan Laporan Praktikum Fisika yang berjudul Percepatan Gravitasi Bumi. Laporan ini disusun guna memenuhi tugas praktikum mata pelajaran Fisika. Laporan ini merupakan inovasi pembelajaran untuk memahami penelitian secara mendalam, semoga lapora ini dapat berguna. Dalam menyusun laporan ini, tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak. Untuk itu penulis ingin mengucapkan banyak terima kasih kepada : 1. Ibu Mimin Mintarsih selaku kepala sekolah SMA Negeri 10 Garut. 2. Bapak Iwan darmawan dan Cupiadi selaku guru mata pelajaran Fisika. 3. Orang tua dan teman-teman yang telah membantu penulis dalam menyusun laporan ini. Dalam menyusun laporan ini, penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan adanya kritik dan saran yang sifatnya membangun dan pada intinya untuk memperbaiki kekurangankekurangan agar dimasa yang akan datang lebih baik lagi, serta bermanfaat sebagaimana mestinya.
PENDAHULUAN Latar Belakang Dalam kehidupan sehari-hari kita tidak terlepas dari ilmu fisika, dimulai dari yang ada pada diri kita seperti gerak yang kita lakukan setiap saat, energi yang kita pergunakan setiap hari sampai pada sesuatu yang berada diluar diri kita, salah satu contohnya adalah permainan ditaman kanak-kanak, yaitu ayunan. Sebenarnya ayunan ini juga dibahas dalam ilmu fisika, dimana dari ayunan tersebut kita dapat menghitung periode yaitu selang waktu yang diperlukan beban untuk melakukan suatu getaran lengkap dan juga kita dapat menghitung berapa besar gravitasi bumi di suatu tempat. Pada percobaan yang dilakukan ini, ayunan yang dipergunakan adalah ayunan yang dibuat sedemikian rupa dengan bebannya adalah bandul fisis.pada dasarnya percobaan dengan bandul ini tidak terlepas dari getaran. Getaran adalah gerak bolak balik secara perioda melalui titik kesetimbangan. Getaran dapat bersifat sederhana dan dapat bersifat kompleks. Getaran yang dibahas tentang bandul adalah getaran harmonik sederhana yaitu suatu getaran dimana resultan gaya yang bekerja pada titik sembarangan selalu mengarah ke titik kesetimbangan dan besar resultan gaya sebanding dengan jarak titik sembarang ketitik kesetimbangan tersebut. Maka dari itu kami mencoba mengukur percepata grafitasi yang ada di sekitar sekolahan apakah hasilnya sama seperti yang ada pada sumber-sumber buku atau literatur. Tujuan:
Mengukur percepatan gravitasi bumi di SMAN 10 GARUT dengan ayunan sederhana. BAB II Dasar Teori I. TEORI DASAR Berat adalah gaya tarik bumi terhadap benda. Percepatan gravitasi (g) adalah percepatan yang dialami oleh benda kerena beratnya sendiri. Menurut hukum Dalton II gaya F=ma.Dalam hal ini gaya berat benda F=mg. Beban yang diikat pada ujung tali ringan yang massanya dapat diabaikan disebut bandul. Bandul Matematis adalah salah satu matematis yangbergerak mengikuti gerak harmonik sederhana. bandul matematis merupakan benda ideal yang terdiri dari sebuah titik massa yang digantungkan pada tali ringan yang tidak bermassa. jika bandul disimpangkan dengan sudut θ dari posisi setimbangnya lalu dilepaskan maka bandul akan berayun pada bidang vertikal karena pengaruh dari gaya grafitasinya. Prinsip Ayunan yaitu Jika sebuah benda yang digantungkan pada seutas tali, diberikan simpangan, lalu dilepaskan, maka benda itu akan berauyn kekanan dan ke kiri. Berarti ketika benda berada disebelah kiri akan dipercepat kekanan, dan ketika benda sudah ada disebelah kanan akan diperlambat dan berhenti, lalu dipercepat kekiri dan seterusnya. Dari gerakan ini dilihat bahwa benda mengalami percepatan selama gerakan nya. Menurut hukum Newton (F = m.a) percepan hanya timbul ketika ada gaya. Arah percepatan dan arah gaya selalu sama. 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. 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. Jika beban ditarik kesatu sisi, kemudian dilepaskanmaka beban akan terayun melalui titik keseimbangan menuju ke sisi yang lain. Bila amplitudo ayunan kecil, maka bandul sederhana itu akan melakukan getaran harmonik. Bandul dengan massa m digantung pada seutas tali yang panjangnya l. Percepatan Gravitasi bumi dapat diukur secara langsung. Pengukurannya dapat melalui eksperimen ddengan memanfaatkan perumusan suatu konsep atau hukum
fisika. Banyak persamaan-persamaan yang dapat digunakan untuk mengukur percepatan gravitasi, salah satu diantaranya adalah ayunan sederhana. Ayunan sederhana atau bandul matematis memiliki periode yang memenuhi persamaan berikut : T = 2π Dari persamaan periode diatas, dapat dilihat adanya unsur besaran percepatan gravitasi g. Apabila T dan L diketahui maka nilai g dapat dihitung dengan persamaan periode getaran harmonic: g = 4πr 2 Ket : l = panjang tali (m) g= percepatan gravitasi (m/s 2 ) T= periode bandul sederhana (s) Dari rumus di atas diketahui bahwa periode bandul sederhana tidak bergantung pada massa dan simpangan bandul, melaikan hanya bergantung pada panjang dan percepatan gravitasi. Benda diikat dengan benang sepanjang L, digantungkan pada statif kemudian diayunkan. Periode getaran dapat diukur dengan mengukur waktu pada 25 ayunan sehingga berlaku : T = (s) Osilasi adalah jika suatu partikel dalam gerak periodik bergerak bolak balik melalui lintasan yang sama, dimana suatu periodik adalah setiap gerak yang berulang-ulang dalam selang waktu yang sama. Banyak benda yang berisolasi yang bergerak bolak-baliknya tidak tepat sama karena gaya gesekan melepaskan tenaga geraknya. Bandul matematis bergerak mengikuti gerak harmonic. Bandul sederhana (matematis) adalah benda ideal yang terdiri dari sebuah titik massa, yang digantung pada tali ringan yang tidak dapat muju. Jika bandul ditarik keseamping dari posisi seimbangnya (David, 1985 : 12) Banyak benda yang berosilasi bergerak bolak-balik tidak tepat sama karena gaya gesekan melepaskan tenaga geraknya. syarat untuk mendapat osilasi atau ayunan : a. Gaya yang selalu melawan arah simpangan dari suatu posisi seimbang. Dalam hal ini gaya yang melawan simpangan adalah gaya tangensial. b. Kelembaman yang memebuat benda tak berhenti ketika dalam posisi yang seimbangan (tampa gaya). Dalam contoh ini massa yang berayun tidak berhenti tetapi pada posisi bawah (posisi tengan, gaya nol), tetapi bergerak terus karena kelembaman massanya. Periode T suatu gerak harmonik adalah waktu yang dibutuhkan untuk menempuh suatu lintasan langkah dari geraknya yaitu satu putaran penuh atau satu putar frekuensi gerak adalah V=1/T. Satuan SI untuk frekwensi adalah putaran periodik hert. posisi pada saat tidak ada gaya netto yang bekerja pada partikel yang berosilasi adalah posisi setimbang. partikel yang mengalami gerak harmonik bergerak bolak-balik melalui titik yang tenaga potensialnya minimum (setimbang). Benda dikatakan melakukan satu getaran jika benda bergerak dari titik di mana benda tersebut mulai bergerak dan kembali lagi ke titik tersebut. Satuan periode adalah sekon atau detik.contoh bandul berayun. 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 metematis, periode dan frekuensi sudut pada bandul sederhana tidak tergantung pada masa bandul, tetapi bergantung pada panjang tali dan percepatan gravitasi setempat. Jika L dan T diukur, maka maka harga g dapat dihitung. Ketelitian harga g dapat terpenuhi jika: 1. Massa tali lebih kecil dibandingkan masa benda 2. Simpangan harus lebih kecil 3. Gerakan gerakan dengan udara luar kecil, sehingga dapat diabaikan 4. Gaya torsi (putaran) harus tidak ada, benda berayun dalam satu bidang. II. ALAT-ALAT YANG DIGUNAKAN 1. Statif 2. Penjepit 3. Gabus 4. Stopwach 5. Benang 6. Anak Timbangan 7. Mistar III. PROSEDUR KERJA 1. Ikat benda (beban ayunan) dengan benang. Kemudian tentukan panjang tali yang diinginkan, misalnya L, dan ikatkan ujung tali yang sudah terukur. 2. Simpangkan beban dengan sudut simpang Θ kecil (sudut kecil memenuhi Θ 15 0 ). 3. Lepaskan bebannya dan ukurlah waktu yang dibutuhkan untuk 25 ayunan (getaran). 4. Ulangi langkah-langkah diatas sebanyak 5 atau 6 kali dengan panjang tali yang berbeda-beda, misalkan : 15 cm, 20 cm, 25 cm, 30 cm, 35 cm, 40 cm, atau terserah pengamat. 5. Catat semua hasil pengamatan pada tabel. IV. HASIL DAN PEMBAHASAN a. Tabel hasil pengamatan No. Panjang Tali (L) (m) Jumlah Ayuna Waktu Ayunan Periodda (T) (detik) T 2 Percepatan gravitasi bumi
n (t) (detik) (g) (m/det 2 ) 1. 15 cm = 0,15 m 25 20,28 0,84 0,71 8,3 2. 20 cm = 0,2 m 25 23,35 0,93 0,87 9,1 3. 25 cm = 0,25 m 25 25,63 1,1 1,21 8,14 4. 30 cm = 0,3 m 25 27,94 1,17 1,37 8,63 5. 35 cm = 0,35 m 25 30.10 1,20 1,44 9,57 6. 40 cm = 0,4 m 25 32,51 1,34 1,79 8,80 7. 45 cm = 0,45 m 25 34,12 1,37 1,88 9,44 b. Pembahasan : 1. L = 15 cm è 0,15 cm s T 2 = (0,71) 2 = 8,3 g = 4πr 2 = 39,4 = 8,3 m/det 2 2. L = 20 cm è 0,2 cm s T 2 = (0,93) 2 = 9,1 g = 4πr 2 = 39,4 = 9.1 m/det 2 3. L = 25 cm è 0,25 cm s T 2 = (1,1 2 = 1,21 g = 4πr 2 = 39,4 = 8,14 m/det 2 4. L = 30 cm è 0,3 cm s T 2 = (1,17) 2 = 1,37 g = 4πr 2 = 39,4 = 8,63 m/det 2 5. L = 35 cm è 0,35 cm s T 2 = (1,20) 2 = 1,44 g = 4πr 2 = 39,4 = 9,57 m/det 2 6. L = 40 cm è 0,4 cm s T 2 = (1,34) 2 = 1,79 g = 4πr 2 = 39,4 = 8,80m/det 2 7. L = 45 cm è 0,45 cm s T 2 = (1,37) 2 1,87 g = 4πr 2 = 39,4 = 9,48 m/det 2 g rata-rata =
V. Bukti Penelitian KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan 1. Berdasarkan rumus T=2π p/ ---- L/g. diketahui bahwa periode (T) berbanding lurus dengan akar panjang bandul (L) 2. Berdasarkan hasil percobaan ternyata hanya 5 percobaan yang hasilnya sesuai dengan teori, yaitu yang percepatan gravitasinya berkisar antara 9,8-10 m/s 2. Sedangkan yang lainnya tidak. Adanya perbedaan percepatan gravitasi tersebut dipengaruhi oleh gaya torsi, banyak ayunan bergetar, waktu, dan faktor angin. 3. Semakinpanjangtali yang digunakanmakasemakinlambatgerakbandultersebutbergerak 4. Semakinpendektalibandul yang digunakanmakasemakincepattalibandultersebutbergerak.
5. Diantaratalibandul yang panjangdanpendek, makabandul yang cepatberhentiadalahbandul yang talinyapendek Saran Sebaiknya melakukan percobaan secara berulang-ulang, karena jika hanya melakukan satu kali percobaan, tingkat ketepatannya akan berkurang. Percobaan harus teliti dan cermat dalam mengamati waktu dan menghitung getaran yang terjadi, karena akan berpengaruh pada periode yang dihasilkan. Jika dalam perhitungan periode terjadi kesalahan, maka akan berpengaruh terhadap besarnya percepatan gravitasi. LAPORAN PENENTUAN PERCEPATAN GRAVITASI BUMI DENGAN METODE AYUNAN BANDUL PENENTUAN PERCEPATAN GRAVITASI BUMI DENGAN METODE AYUNAN BANDUL A. PENDAHULUAN 1. Latar Belakang Sebuah benda yang digantung dengan menggunakan tali atau benang yang kemudian diberikan simpangan sebesar θ, maka benda tersebut akan berosilasi ketika dilepaskan. Osilasi merupakan kegiatan bolak- balik suatu benda hingga benda tersebut kembali ketitik keseimbangannya. Pada percobaan ini gerak osilasi yang akan dibahas yaitu gerak osilasi pada ayunan bandul. Ayunan bandul merupakan salah satu gerak harmonik sederhana. Gerak pada bandul merupakan gerak harmonik sedrhana yang memiliki amplitudo kecil. Bandul sederhana adalah enda ideal yang terdiri dari sebuah benda yang bermassa m digantng pada
tali l yang ringan, dimana panjang tali ini tidak dapat bertambah atau mulur. Bila bandul ditarik kesamping dari titik keseimbangannya dan ketika dilepaskan, maka bandul akan berayun dalam bidang vertikal karena adanya pengaruh gaya gravitasi bumi. Bandul sederhana atau ayuanan matematis merupakan sebuah partikel ang bermassa m yang bergantung pada sutu titik tetap dari seutas tali yang massanya diabaikan dan tali ini tidak dapat bertambah panjang yang terdiri dari panjang tali l. Gaya yang bekerja pada beban adalah beratnya mg dan tegangan T pada tali. Bila gaya-gaya yang bekerja pada m diuraian menjadi komponen radial dan tangensial, maka resultan gaya radial bertindak sebagai gaya yang dibutuhkan beban agar tetap bergerak melingkar dan resultan gaya tangensial bertindak sebagai gaya pemulih m untuk mengembalikannya ketitik kesetimbangannya (Giancoli,2007). Berdasarkan data diatas, maka perlu dilakukan percobaan ini yaitu penentuan percepatan gravitasi bumi dengan metode ayunan bandul untuk dapat menentukan besar percepatan gravitasi bumi dengan metode ayunan bandul untuk beban yang berbeda, untuk enyelidiki pengaruh panjang tali terhadap besarnya periode osilasi bandul, serta untuk menyelidiki pengaruh besar simpangan awal dan jenis beban terhadap besarnya nilai g yang diperoleh. 2. Tujuan Adapun tujuan dari percobaan penentuan percepatan gravitasi bumi dengan metode ayunan bandul adalah sebagai berikut : 1) Menentukan besar percepatan gravitasi bumi dengan metode ayunan bandul untuk beban yang berbeda 2) Menyelidiki pengaruh panjang tali terhadap besarnya periode osilasi bandul 3) Menyelidiki pengaruh besar simpangan awal dan jeis beban terhadap besarnya nilai g yang diperoleh.
B. KAJIAN TEORI Contoh dari gerak osilasi adalah gerak osilasi pada bandul, dimana gerak bandul merupakan gerak harmonik sederhana yang memiliki amplitudo kecil. Bandul sederhana atau ayunan matematis merupakan sebuah partikel yang bermassa m yang bergantung pada suatu titik tetap dari seutas tali yang massanya diabaikan dan tali ini tidak dapat bertambah panjang (pada gambar 1) merupakan bandul sederhana yang terdiri dari panjang tali l dan beban bermassa m. Gaya yang bekerja pada beban adalah beratnya mg dan tegangan T pada tali. Tegangan tali disebabkan oleh komponen berat Fn = mg cos θ, sedangkan komponen mg sin θ bekerja untuk melawan simpangan. Mg sin θ inilah yang dinamakan gaya pemulih (Fr). Jika bandul tersebut berayun secara kontinu pada titik tetap (0) dengan gerakan melewati titik kesetimbangan c sampai berbalik ke B ʹ ( B dan B ʹ simetris satu sama lain ) dengan sudut simpangan θο relatif kecil maka terjadi ayunan harmonis sederhana. Gambar 1. Osilasi gerak bandul sederhana ( Giancoli,2007). Apabila suatu benda dilepaskan dari ketinggian tertentu, maka benda tersebut akan jatuh dan bergerak mengarah kepusat bumi. Percepatan yang dialami oleh benda yang jatuh tersebut disebabkan oleh adanya gravitasi bumi. Percepatan gravitasi bumi dapat diukur dengan beberapa metode eksperimen salah satunya adalah ayunan bandul matematis yang terdiri atas titik massa m yang digantung dengan menggunakan seutas tali tak bermassa (massa diabaikan) dengan ujung atasnya dikaitkan dindng diam. Pada sistem bandul sederhana, benda bergerak pada sumbu gerak yang hanya dkendalikan oleh gravitasi bumi dengan periode ayunan dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan : T = 2π...(1) (Halliday,2005). Bila suatu benda bergerak bolak balik terhadap suatu titik tertentu, maka benda tersebut dinamakan bergetar, atau benda tersebut bergetar. Dalam ilmu fisika dasar, terdapat beberapa kasus bergetar diantaranya adalah gerak harmonik sederhana (GHS) adalah gerak bolak balik suatu benda yang melalui titik kesetimbangan tertentu dengan banyaknya
getaran benda dalam setiap detik selalu konstan. Gerak harmonik sederhana terjadi karena adanya gaya pemulih atau restoring force. Dinamakan gaya pemulih karena gaya selalu melawan perubahan posisi benda agar kembali ketitik setimbang. Karena itulah terjadi gerak harmonik. Pengertian sederhana adalah bahwa kita mengaggap bahwa tidak ada gaya disipatif, misalnya gaya gerak dengan udara, atau gaya gesek antara komponen sistem (pegas dengan beban) atau pegas dengan statifnya ( Ishaq,2007). C. METODE PRAKTIKUM 1. Alat Dan Bahan kegunannya. Berikut ini adalah tabel alat dan bahan yang digunakan pada percobaan 1 serta Tabel.1 Alat dan bahan penentuan percepatan gravitasi bumi dengan metode ayunan bandul. N Alat dan Bahan Kegunaan o 1. Satu set statif Untuk menggantungkan beban yang dipasang pada jepit penahan 2. Jepit penahan Untuk menjepit beban atau bahan yang akan djadikan pengamatan 3. Tali benang Untuk mengikat beban pada jepit penahan 4. Stopwatch Untuk menghitung periode osilasi bandul 5. Bola plastik pejal Sebagai bahan pengamatan 6. Penggaris logam Untuk mengukur panjang tali dan simpangan awal 2. Prosedur Kerja Adapun prosedur kerja dari percobaan ini adalah sebagai berikut : 1. Mengikat beban dengan menggunakan tali. 2. Menggantungkan beban pada stand dengan panjang tali 50 cm. 3. Kemudian memberi simpangan awal ( jarak dari titik kesetimbangan ) sejauh 20 cm dan menghitung waktu beban berosilasi sebanyak 10 kali menggunaka stopwatch. 4. Mengulangi langkah (2) dengan menggunakan simpangan 30 cm dan 40 cm 5. Mengulangi langkah (2) dan (3) dengan mengguakan panjang tali 60 cm dan 70 cm.
D. HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Hasil a. Data Pengamatan pada tabel berikut. Adapun data pengamatan yang diperoleh dari percobaan ini dapat dlihat Tabel 2. Data Pengamatan No. Jenis beban Besar 1. Bola plastik pejal 2. Bola plastik pejal 3. Bola plastik pejal Panjang tali Ayunan Waktu (s) simangann (m) 20 0,5 10 14,43 30 0,5 10 14,51 40 0,5 10 14,81 20 0,6 10 15,36 30 0,6 10 15,50 40 0,6 10 15,64 20 0,7 10 16,47 30 0,7 10 16,72 40 0,7 10 16,91 b. Analisis Data 1) Penentuan Periode ( T ) a) Secara praktek T = = = 1,443 sekon Dengan cara yang sama,untuk data selanjutnya dalam penentuan periode (T) secara praktek dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel 3. Penentuan periode (T) secara praktek No. Jenis Benda 1. Bola plastik pejal 2. Bola Besarnya Panjang Ayunana (n) Waktu Periode (s) Simpangan Tali (m) (s) 20 0,5 10 14,43 1,443 30 0,5 10 14,51 1,451 40 0,5 10 14,81 1,481 20 0,6 10 15,36 1,536 30 0,6 10 15,50 1,55
plastik 3. Bola plstik pejal 40 0,6 10 15,64 1,564 20 0,7 10 16,47 1,647 30 0,7 10 16,72 1,672 40 0,7 10 16,91 1,691 b) Secara Teori T = 2π ; g = 9,8 m/s² = 2. 3,14 = 1,418507408 sekon Dengan cara yang sama,untuk data selanjutnya dalam penentuaan periode (T) secara teori dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel 4. Penentuan peiode (T) secara teori No. Jenis Benda Besar simpangan Panjang tali (m) Ayunan (n) Periode (s) 20 0,5 10 1,418 1. Bola plastik pejal 30 0,5 10 1,418 40 0,5 10 1,418 20 0,6 10 1,553 2. Bola plastik pejal 30 0,6 10 1,553 40 0,6 10 1,553 20 0,7 10 1,678 3. Bola plastik pejal 30 0,7 10 1,678 40 0,7 10 1,678
2) Penentuan percepatan gravitasi a) Secara teori g = = = 9,8 m/s² Dengan cara yang sama, untuk data selanjutnya dalam penentuan percepatan gravitasi bumi secara teori dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel 5. Penentuan percepatan gravitasi secara teori No. Jenis Benda Besar simpangan Panjang tali (m) Periode (s) Percepatan gravitasi(m/s²) 20 0,5 1,418 9,8 1. Bola plastik pejal 30 0,5 1,418 9,8 40 0,5 1,418 9,8 20 0,6 1,553 9,8 2. Bola plastik pejal 30 0,6 1,553 9,8 40 0,6 1,553 9,8 20 0,7 1,678 9,8 3. Bola plastik pejal 30 0,7 1,678 9,8 40 0,7 1,678 9,8 b) Secara praktek g = dengan ɑ = g = = = 0,311364 m/s²
= = 126, 6633 m/s² Dengan cara yang sama, untuk data selanjutnya dalam penentuan percepatan gravitasi secara praktek dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel 6. Penentuan percepatan gravitasi secara praktek No. Jenis Benda 1. Bola plastik pejal 2. Bola plastik pejal 3. Bola plastik pejal Besar simpangan Panjan g tali (m) Periode (T) Percepatan (m/s²) Percepatan gravitasi (m/s²) 20 0,5 1,443 0,311364 126,6633 30 0,5 1,451 0,314826 125,2704 40 0,5 1,481 0,327979 120,2467 20 0,6 1,536 0,463029 85,1729 30 0,6 1,55 0,471518 83,6413 40 0,6 1,564 0,480074 82,1506 20 0,7 1,647 0,659138 59,8332 30 0,7 1,672 0,679300 58,0574 40 0,7 1,691 0,694827 56,7600 3) Penentuan Kecepatan
V = ; h = l ( 1 cos θ ) = 0,5 ( 1 cos 20 ) = 0, 29595897 m V = = = 2,41 m/s Dengan cara yang sama, untuk data selanjutnya dalam penentuan kecepatan dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel 7. Analisis Penentuan Kecepatan No. Jenis Benda Besarnya l (m) g (m/s²) h (m) V (m/s) simpangan 20 0,5 9,8 0,295959 2,41 1. Bola plastik pejal 30 0,5 9,8 0,422874 2,88 40 0,5 9,8 0,833469 4,04 20 0,6 9,8 0,355151 2,64 2. Bola plastik pejal 30 0,6 9,8 0,507449 3,15 40 0,6 9,8 1,000163 4,43 20 0,7 9,8 0,414343 2,85 3. Bola plastik pejal 30 0,7 9,8 0,592024 3,41 40 0,7 9,8 1,166857 4,78 4) Grafik hubungan antara panjang tali (l) dengan periode (T) a) Besar Simpangan 20 Gambar 2. Grafik hubungan antara panjang tali (L) dan periode (T) untuk simpangan 20 b) Simpangan 30 Gambar 3. Grafik hubungan antara panjang tali (L) dan periode (T) untuk simpangan 30 c) Simpangan 40 Gambar 4. Grafik hubungan antara panjang tali (L) dan periode (T) untuk simpangan 40 2. Pembahasan Bandul sederhana merupakan bandul ideal yang terdiri dari sebuah titik massa, yang digantungkan pada tali ringan yang tidak dapat mulur. Jika bandul ditarik kesamping dari posisi seimbangnya dan dilepaskan, maka bandul akan berayun dalam bidang vertikal
karena adanya suatu pengaruh gravitasi. Gerakannya merupakan osilasi dan periodik. Untuk sudut yang kecil (simpangan yang kecil) keadaannya endekati gerak dalam garis lurus. Periode bandul sederhana adalah T = 2. Dimana periode ini tidak tergantung pada massa parikel yang digantungkan. Bandul matematis telah lama digunakan untuk mengukur nilai gravitasi mutlak disuatu titik dipermukaan bumi. Pengukuran ini didasarkan pada suatu perubahan periode ayunan bandul matematis terhadap panjang lainnya. Pengukuran gravitasi mutlak dengan bandul matematis dapat dilakukan dengan teliti jika pengukuran waktu juga sangat teliti. Pada percobaan penentuan percepatan gravitasi bumi dengan metode ayunan bandul, dilakukan percobaan sebanyak tiga kali dengan percobaan yang sama. Dimana, panjang tali (l) yang berbeda yaitu 0,5 m, 0,6 m dan0,7 m. Serta pemberian simpangan yang berbeda pula yaitu 20 cm,30 cm dan 40 cm, tetapi massa benda yang digunakan pada percobaan ini sama. Pada pecobaan ini jumlah ayunan atau osilasi pada tiap tiap pecobaan yaitu 10 kali. Sehingga diperoleh waktu benda berosilasi dalam waktu 10 kali ayunan dengan panjang tali 0,5 m secara berturut turut yaitu 14,43 sekon, 14,51 sekon dan 14,81 sekon. Pada panjang tali 0,6 m diperoleh waktu benda untuk berosilasi yaitu 15,36 sekon, 15,50 sekon dan 15,64 sekon. Sedangkan dengan panjang tali 0,7 m diperoleh waktu benda untuk berosilasi yaitu 16,47 sekon, 16,72 sekon dan 16,91 sekon. Berdasarkan hasil pecobaan pada praktikum ini,dengan panjang tali 0,5 m atau 50 cm, serta pemberian simpangan yaitu 20 cm,30 cm dan 40 cm. Sehingga diperoleh nilai dalam penentuan periode (T) secara berturut turut yaitu 1,443 s, 1,451 s dan 1,485 s. Dan untuk nilai periode dengan panjang tali 0,6 m dan 0,7 m serta pemberian simpangan yaitu 20 cm, 30 cm dan 40 cm dapat dilihat pada analisis data, penentuan periode secara praktek. Sedangkan secara teori diperoleh periode dengan panjang tali serta pemberian simpangan
yang dengan periode secara praktek, diperoleh hasil yang sam yaitu 1,418 s tetapi memiliki simpangangan yang berbeda. Selanjutnya pada penentuan percepatan gravitasi secara teori dengan menggunakan beban yang sama, dengan panjang tali serta pemberian simpangan yang berbeda pada tiap tiap tahap yang dapat dilihat pada tabel data pengamatan. Sehingga, diperoleh nilai percepatan gravitasi yaitu 9,8 m/s². Sedangkan secara praktek diperoleh percepatan gravitasi pada panjang tali 0,5 m yaitu 0,311364 m/s², 0,314826 m/s² dan 0,327979 m/s². Untuk data yang lain dapat dilihat pada tabel 6. Selanjutnya dalam penentuan kecepatan nilai atau hasil yang diperoleh dapat dilihat pada tabel 7. Pada praktikum ini dari analisis data yang diperoleh dapat digambarkan grafik hubungan antara panjang tali (l) dan periode (T) untuk simpangan yang berbeda yang dapat dilihat pada gambar 2,3 dan 4 pada bagian analisis data. Dari hasil pecobaan ini,dalam penentuan periode dapat dikatakan bahwa jika digunakan panjang tali yang sama, dana simpangan yang diberikan semakin besar, maka semakin besar pula waktu yang dibutuhkan untuk berosilasi sebanyak 10 kali ayunan. Hal ini disebabkan karena jenis beban dan panjang tali yang digunakan sama besar. Hal ini berbanding terbalik dengan teori yang ada, dimana semakin kecil panjang tali yang diberikan, maka ayunan akan semakin cepat dan waktu yang digunakan semakin sedikit. Begitupula sebaliknya, apabila semakin panjang tali yang diberikan,maka ayunan bandul akan semakin pelan dan waktu yang dibutuhkan semakin banyak. Hal ini sesuai dengan persamaan pada bandul yaitu T = 2π dimana periode ayunan berbanding terbalik dengan panjang tali. Sama halnya dengan penentuan periode secara teori yaitu tidak sesuai dengan teori yang ada. Hal ini juga disebabkan karena jenis beban dan panjang tali yang digunakan sama besar. Selanjutnya dalam penentuan percepatan gravitasi dapat dikatakan bahwa seperti yang telah kita ketahui dimana besar percepatan gravitasi adalah 9,8 m/s². Dari hasil percobaan yang diperoleh, memiliki perbedaan yang sangat jauh. Hal ini disebabkan oleh
beberapa faktor seperti adanya gesekan antara tali dengan udara (angin) yang mempengaruhu benda bergerak bolak balik atau berosilasi tidak sama,dan kurang ketelitian saat praktikum seperti kurang teliti dalam mengukur, menghitung waktu osilasi,dan adanya gaya tambahan saat bandul berayun atau berosilasi. E. PENUTUP 1. Kesimpulan Dari hasil percobaan penentuan percepatan gravitasi bumi dengan metode ayunan bandul dapat disimpulkan bahwa : 1. Percepatan gravitasi bumi selalu sama jika dihitung secara teori meskipun menggunakan besar simpangan yang berbeda. 2. Pengaruh panjang tali berbanding lurus dengan besarnya periode osilasi, dimana semakin panjang tali yang digunakan maka semakin besar periode osilasinya, 3. Secara teori, pengaruh simpangan awal tidak mempengaruhi terhadap nila g yang diperoleh. Namun, secara praktek besar simpangan awal berpengaruh pada nilai g yang diperoleh. 2. Saran Adapun saran kami setelah mengikuti praktikun ini adalah sebagai berikut : a. Untuk laboratorium ; agar alat alat praktikum dilengkapi b. Untuk asisten ; agar penjelasannya lebih mendetail mengenai praktikum yang akan dilaksanakan c. Untuk praktikan ; agar tertib ketika praktikum sedang berlangsung. DAFTAR PUSTAKA Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika Dasar Jilid Satu Edisi Kelima. Jakarta : Erlangga. Halliday.2005. Fisika Dasar. Jakarta : Erlangga. Ishaq, Mohamad. 2007. Fisika Dasar Edisi 2. Yogyakarta : Graha Ilmu.
Yeayy!! Kembali lagi disini Kali ini mencoba menganalisis dari hasil laporan beberapa tahun silam *lah Oke cekidot Silahkan buat halaman cover dan kawan - kawannya A. Tujuan Mengukur percepatan gravitasi bumi melalui bandul fisis. B. Alat dan Benda 1. Benang sepanjang 2 m, 1.75 m, 1.5 m, 1.25 m, 1 m, 0.75 m, 0.5 m, 0.25 m 2. Pemberat 500 gram 3. Statif 4. Stopwatch C. Langkah Kerja 1. Gantungkanlah pemberat dengan menggunakan benang pada sebuah statif, kemudian tarik pemberat sampai di ketinggian tertentu dan lepaskan! 2. Ukur periode yang dibutuhkan bandul untuk melakukan 10 isolasi penuh dan catat hasilnya dalam tabel. 3. Ganti benang penggantung dengan benang lainnya, lakukan langkah 1 dan 2 seterusnya. D. Dasar Teori Gravitasi merupakan percepatan secara vertikal satuannya bisa m/s². Gravitasi merupakan gaya interaksi antara benda - benda yang memiliki massa tertentu. Gaya gravitasi ini juga yang mempertahankan interaksi antara benda - benda di bumi dan gerak planet - planet dalam sistem tata surya. Secara sederhana hukum Gravitasi Newton menyatakan bahwa terdapat gaya tarik menarik antara dua benda yang besarnya sebanding dengan massa kedua benda dan berbanding terbalik dengan jarak antara kedua benda tersebut. Penelitian mengenai gaya gravitasi sudah dilakukan sejak dulu, yaitu Ptolemy tahun 100 M dengan teori geosentris yaitu planet - planet mengelilingi bumi. Kemudian Copernicus dengan teori heliocentris yaitu planet - planet dan bumi mengelilingi matahari dalam "De revolutionibus orbium coelestium" (1543). Teori ini didukung dari analisis Tycho Brahe dan asistennya Johannes Kepler dalam karya "Astronomia Nova (1609)" yang dikenal dengan hukum Kepler yaitu orbit planet berbentuk ellips. Pada tahun 1680 Isac Newton dalam makalahnya yang berjudul "De motu corpo-rum in gyrum" atau gerak planet dalam orbitnya yaitu menjelaskan mengenai planet dan hukum gravitasi.
Pengukuran nilai konstanta gravitasi G pertama kali dilakukan oleh Henry Cevendish dan dijelaskan secara lengkap percobaannya dalam Philosophical Transactions (1798). Percobaan ini dilakukan dengan menggunakan neraca torsi yaitu dua bola yang sama (m) dihubungan oleh batang ringan dan ditengahnya diikatkan tali penggantung dan dilengkapi oleh cermin (Sarojo, 2002). Kemudian massa (m) didekatkan oleh masa lain m' sehingga terjadi gaya tarik menarik dan menyebabkan puntiran pada torsi dan mengubah kedudukan cermin. Sudut puntiran pada torsi berhubungan dengan skala gaya tarik menarik antara massa tersebut dan memberikan nilai konstanta gravitasi sebesar G = 6.67x 10-11 Nm 2 /kg 2. Nilai percepatan gravitasi bumi atau g bervariasai secara lokal di permukaan bumi karena adanya ketidakteraturan dan batu - batuan memiliki massa jenis yang berbeda - beda. Bumi tidak bulat sempurna, dibagian kutub nilai R lebih kecil dibandingkan dibagian katulistiwa sehingga g di kutub lebih besar dibandingkan di katulistiwa. Variasi nilai g atau dikenal dengan anormali gravitasi, sangatlah kecil yaitu orde 1 bagian per 106-107 nilai g. Tetapi dapat diukur dengan menggunakan alat yaitu Gravitymeter sebuah alat untuk mengukur dalam orde 1 bagian per 108 (Giancolli, 1997). Ahli geofisika menggunakan metode gravitasi untuk menentukan struktur kerak bumi dan pada eksplorasi mineral untuk menentukan deposit mineral yang bernilai ekonomis. E. Data Hasil Pengamatan No l α n t T T** G 1 2 m 15 10 28.1 2.81 7.8961 9.989336508 2 m 15 10 28.5 2.85 8.1225 9.710901816 2 m 15 10 28.27 2.827 7.991929 9.869557149 2 1.75 m 15 10 26.47 2.647 7.006609 9.85029991 1.75 m 15 10 26.38 2.638 6.959044 9.917626617 1.75 m 15 10 26.66 2.666 7.107556 9.710398342 3 1.5 m 15 10 25.03 2.503 6.265009 9.442540306 1.5 m 15 10 24.84 2.484 6.170256 9.587543856 1.5 m 15 10 24.54 2.454 6.022116 9.823390981 4 1.25 m 15 10 22.37 2.237 5.004169 9.851385914 1.25 m 15 10 22.84 2.284 4.955076 9.948989682 1.25 m 15 10 22.66 2.266 5.134756 9.600845688 5 1 m 15 10 20 2 4 9.8596 1 m 15 10 20.03 2.003 4.012009 9.830087619 1 m 15 10 20.07 2.007 4.028049 9.790943457 6 0.75 m 15 10 17.34 1.734 3.006756 9.837446071
0.75 m 15 10 17.67 1.767 3.122289 9.473434394 0.75 m 15 10 18.12 1.812 3.283344 9.008742307 7 0.5 m 15 10 15.25 1.525 2.325625 8.479097017 0.5 m 15 10 14.1 1.41 1.9881 9.918615764 0.5 m 15 10 15.4 1.54 2.3716 8.314724237 8 0.25 m 15 10 11.14 1.114 1.240996 7.944908767 0.25 m 15 10 10.59 1.059 1.121481 8.791588979 0.25 m 15 10 10.3 1.03 1.0609 9.293618626 F. Analisis Dari data yang kami peroleh, ada beberapa data yang tidak sesuai dengan gravitasi bumi yaitu 9.8-10. Mungkin dalam percobaan yang kami lakukan terdapat beberapa kesalahan dan faktor alam. Berikut adalah beberapa faktor yang menyebabkan kegagalan maupun ketidaksempurnaan kami dalam melakukan percobaan : Kurang teliti dalam melakukan percobaan Penarikan sudut yang kurang tepat Faktor angin Penghentian stopwatch yang kurang tepat G. Kesimpulan 1. Dalam melakukan percobaan diperlukan ketelitian agar hasil pengamatan akurat 2. Faktor dari alam mempengaruhi proses percobaan 3. Semakin pendek panjang tali yang digunakan maka semakin pendek pula waktu yang dibutuhkan 4. Ketidaksempurnaan data terjadi karena human error dan faktor dari alam