GERAK JATUH BEBAS PDF

Preview

Summary

GERAK JATUH BEBAS Novita Bayu Permatasari¹, Dinar Sri Bawono¹, Fitri Puspitasari¹ ¹Prodi D3 Metrologi dan Instrumentasi Departemen Teknik Elektro dan Informatika, Sekolah Vokasi, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta, indonesia. Sekip Unit III, Catur Tunggal, Depok, Sleman, Yogyakarta 55281, Indonesia...

Description

GERAK JATUH BEBAS Novita Bayu Permatasari¹, Dinar Sri Bawono¹, Fitri Puspitasari¹ ¹Prodi D3 Metrologi dan Instrumentasi Departemen Teknik Elektro dan Informatika, Sekolah Vokasi, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta, indonesia. Sekip Unit III, Catur Tunggal, Depok, Sleman, Yogyakarta 55281, Indonesia Email : [email protected]

ABSTRAK Gerak jatuh bebas merupakan gerak suatu benda yang dijatuhan dari ketinggian tertentu di atas tanah tanpa kecepatan awal dan dalam gerakannya hanya dipengaruhi oleh gaya gravitasi. Dalam percobaan ini bertujuan untuk dapat memahami konsep dari gerak jatuh bebas, dapat mengukur waktu benda yang jatuh sebagai fungsi dari jarak dan dapat menentukan percepatan gravitasi bumi di tempat percobaan dengan metode gerak jatuh bebas. Metode yang digunakan untuk melakukan percobaan ini adalah menggunakan bola baja dan bola kelereng dengan massa yang berbeda dan diletakkan pada sebuah alat penjatuh yang terhubung sengan sumber tegangan kemudian dilakukan repeat sebanyak tujuh kali. Hasil yang diperoleh pada percobaan kali ini pada percepatan gravitasi bola besi adalah 10,358±0,274 m/s2, kelereng 9,305±1,502 m/s2, dan percepatan gravitasi dan kecepatan pada bola besi 10,277 m/s2 dan 1,014 m/s, pada kelereng 9,107 m/s2 dan 0,954 m/s. Kata kunci : Gerak jatuh bebas, percepatan gravitasi, ketinggian ABSTRACT Free fall motion is the motion of an object dropped from a certain height above the ground without initial velocity and in its movement is only influenced by the force of gravity. In this experiment aims to be able to understand the concept of free fall motion, can measure the time of a falling object as a function of distance

and can determine the acceleration of Earth's gravity in the experiment with the method of free fall motion. The method used to conduct this experiment is using steel balls and marbles with different masses and placed on a tumbler that is connected with a voltage source then repeat seven times. The results obtained in this experiment on the gravitational acceleration of the iron ball are 10.358 ± 0.274 m / s2, marbles 9,305 ± 1,502 m / s2, and the acceleration of gravity and velocity on the iron ball is 10.277 m / s2 and 1.014 m / s, on the marbles 9,107 m / s2 and 0.954 m / s. Keywords : free fall motion, gravity acceleration, altitude I.

Pendahuluan

semacam ini yang disebut gerak

Gerak jatuh bebas adalah gerak

jatuh bebas,

atuh yang hanya dipengaruhi oleh

Gerak jatuh bebas didefinisikan

gaya tarik bumi dan bebas dari

sebagai gerak suatu benda yang

hambatan gaya-gaya lain. Gerak

dijatuhkan dari ketinggian tertentu di

jatuh bebas termasuk GLBB (Gerak

atas tanah tanpa kecepatan awal dan

Lurus Berubah Beraturan) dipercepat

dalam gerakannya hanya dipengaruhi

dengan keepatan awal V₀ = nol dan

oleh gaya gravitasi.

percepatan

sebesar

percepatan

gravitasi (g). Aplikasi nyata dari gerak

lurus

berubah

beraturan

dengan kecepatan a positif (gerak lurus dipercepat dengan percepatan a tetap) ini adalah suatu benda yang dijatuhkan dari ketinggian g meter Gambar 1.1 aplikasi GLBB

dengan kecepatan awla nol atau

Suatu benda dilepaskan dari

tanpa kecepatan awal. Percepatan yang dialami oleh benda tersebut adalah percepatan gravitasi bumi g (m/s²). lintasan gerak benda ini berupa garis lurus. Gerak benda

ketinggian h meter diatas permukaan tanah

hanpa

kecepatan

awal.

Kecepatan awal pada saat t tidak

dapat

dihitung

dari

persamaan

berikut

Waktu dan tempat percobaan pengukuran gerak jatuh bebas berada di Laboratorium Fisik ruang M209

Karena V₀ = 0 dan perceptan

Gedung

Herman

Yohanes

gravitasi a = g, maka kecepatan

Departemen Teknik Elektro dan

benda pada saat t adalah

Informatika fakultas Sekolah Vokasi, Universitas Yogyakarta.

Dengan :

Gadjah

Mada,

Dilaksanakan

pada

tanggal 6 Maret 2019.

: kecepatan pada waktu t (m/s)

Untuk memulai percobaan kali

: kecepatan awal (t=0) (m/s) g : Pervepatan gravitasi bumi(m/s²).

ini di butuhkan alat dan bahan seperti

t

satu set instrument

: waktu (s) Gerak jatuh bebas adalah gerak

benda,

bola

alat penjatuh

baja

(bola

besar),

sari

kelereng bola kecil), ssatu pencatat

ketinggian h tertentu tanpa kecepatan

waktu, satu skala vertikal, sumber

awal ( = 0), jadi gerak benda hanya

tegangan DC dan kabel penghubung.

jatuh

benda

aeah

verikal

dipengaruhi ileg gravitasi bumi (g).

Besaran besaran lain tidak mempengaruhi waktu jatuh. Artinya

Gambar 2.1 satu set alat

meskipun berbeda beratnya, dua

penjatuh (kiri), bola besar dan kecil

benda yang jatuh dari jarak yang

(kanan)

sama dan pada tempat yang sama akan

jatuh

dalam

waktu

yang

Percobaan

ini

dimulai

bersamaan. Tetapi apabila benda

pertama kali adalah menyiapkan

tidak jatuh ersamaan maka hal itu di

alat-alat yang dibutuhkan untuk

karenakan adanya gesekan udara

pegukuran dilakukan dengan dua

(Mansfield et a, 1998).

media yaitu yang pertama adalah media bola baja (bola besar) dengan

II.

Metode Penelitian

massa yang diperoleh adalah 28,60

gram dan media kedua adalah

Tabel 3.1 Hasil pengukuran

kelereng (bola kecil) dengan massa

bola besar.

5,80

gram.

dilakukan

Pengukuran

dengan

jarak

ini yang

berbeda-beda yaitu 0.10 m, 0.15 m, 0.20 m, 0.25 m, dan 0.30 m dengan repet sebanyak tujuh kali.

Berikut adalah alur diagram dari pengukuran gerak jatuh bebas :

t (s) t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 ̅

0,10 0,136 0,138 0,135 0,136 0,136 0,136 0,137 0,136

s (m) 0,20 0,198 0,198 0,197 0,198 0,199 0,197 0,199 0,198

0,15 0,170 0,170 0,170 0,169 0,169 0,169 0,168 0,169

0,25 0,224 0,222 0,223 0,223 0,223 0,223 0,223 0,223

0,30 0,224 0,245 0,245 0,242 0,245 0,245 0,244 0,241

 Perhitungan gravitasi jarak 0,20

∑

̅

1.

= 0,198 s 2.

̅ = 0,039 s²

3. = 10,203 m/s²

4.

̅

∑

Gambar 2.2 Diagram alur = 10,358 m/s²

pengukuran gerak jatuh bebas 5. | | III. Hasil dan Pembahasan

|

̅|

|

| m/s² ∑(

6. ∆g = √

̅)

(

)

( ( ( (

7. KR =

) ) ) )

√

̅

x 100%

= 1,680%

=0,274 m/s²

Tabel 3.2 Hasil perhitungan percepatan gravitasi bola besar s (m) 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

̅ (s)

g (m/s²)

0,019 0,029 0,039 0,050 0,058

10,768 10,368 10,203 10,054 10,294

̅ (m/s²)

|

∆g

̅| 0,168 0,012 0,024 0,092 0,004

10,358

KR g (%)

0,274 1,68

 Perhitungan Kecepatan jarak 0,20 = 0,198 m/s 1. 5. KR =

̅

x 100%

= 1,010 m/s

2.

̅

= 0,198 %

∑

m/s 3. | |

|

̅|

kecepatan bola besar

|

| m/s

∑(

4. ∆v = √

( ( ( ( ( √

Tabel 3.3 Hasil perhitungan

̅)

) ) ) ) )

̅ (m/s)

s (m)

V (m/s)

0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

0,734 0,886 1,010 0,999 1,121 1,234

|

̅| 0,070 0,013 0,000 0,015 0,059

∆v

KR v (%)

0,198 0,198

3. = 10,277 m/s²

4.

∑

̅

= 9,305 m/s² Gambar 3.1 Grafik Hubungan

5. | |

|

antara jarak dan waktu pada bola

̅|

|

|

besar

m/s²

Tabel 3.4 Hasil pengukuran

∑(

6. ∆g = √

̅)

bola kecil (

t (s) t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 ̅

0,10 0,161 0,164 0,158 0,171 0,171 0,170 0,176 0,167

0,15 0,187 0,186 0,188 0,187 0,184 0,187 0,186 0,186

s (m) 0,20 0,194 0,198 0,196 0,199 0,198 0,201 0,195 0,197

0,25 0,218 0,216 0,207 0,216 0,214 0,213 0,207 0,213

0,30 0,231 0,227 0,242 0,244 0,265 0,285 0,270 0,252

 Perhitungan percepatan gravitasi jarak 0,20

∑

̅

1.

= 0,197 s 2.

̅ = 0,039 s²

)

( ( ( (

) ) ) )

√

= 1,502 m/s² 7. KR =

̅

x 100%

= 0,161%

Tabel 3.5 Hasil pengukuran percepatan gravitasi bola besar s (m) 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

g (m/s²)

̅ (s)

0,028 7,147 0,035 8,632 0,039 10,277 0,045 11,021 0,064 9,448

 Perhitungan

kecepatan

̅ (m/s²)

|

̅| 4,657 0,453 0,945 2,944 0,021

9,305

∆g

KR g (%)

1,502 0,161

jarak Tabel 3.6 Hasil perhitungan

0,20

kecepatan bola kecil 1. = 1,014 m/s

2.

V (m/s)

0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

0,598 0,805 1,014 0,956 1,174 1,109

∑

̅

m/s 3. | |

|

̅|

|

|

̅ (m/s)

s (m)

|

∆v

̅| 0,128 0,023 0,003 0,047 0,055

0,253 0,265

m/s ∑(

4. ∆v = √

̅)

(

)

( ( ( (

) ) ) )

√

= 0,253 m/s 5. KR =

̅

x 100% Gambar 3.2 Grafik hubungan antara jarak dan waktu pada bola kecil

= 0,256 %

KR v (%)

Tabel 3.7 Hasil pengukuran

dibandingkan dengan benda yang

pada bola besar dan bola kecil

bermassa besar.

t (s) t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 ̅

Tabel 3.8 Hasil perhitungan

Benda Besar Kecil 0,197 0,219 0,198 0,202 0,198 0,218 0,197 0,204 0,197 0,215 0,197 0,202 0,197 0,207 0,197 0,21

percepatan gravitasi Benda Besar Kecil

t (s) 0,039 0,044

g (m/s²) 10,277 9,107

v (m/s) 1,104 0,954

Pada tabel diatas merupakan hasil

perhitungan

gravitasi

dan

percepatan

percepatan

yang

Pada tabel 3.7 merupakan hasil

diperoleh dari bola besar dan bola

dari pengukuran antara bola besar

kecil degan jarak 0,20 meter. Pada

dan bola kecil dengan perbedaan

gambar grafik dijelaskan bahwa nilai

yang tidak jauh berbeda. Dari tabel

percepatan gravitasi pada bola besar

tersebut dapat dilihat bahwa waktu

lebih besar dari pada bola kecil sama

yang di perlukan pada bola besar

seperti hasil dari perhitungan pada

memerlukan

sangat

kecepatan bola besar leih besar dari

singkat dibandingkan dengan waktu

pada bola kecil. Ha ini dikarenakan

yang diperoleh pada bola kecil. Hal

perlambatan oleh gaya gesek udara

tersebut terjadi karena massa suatu

dan perbedaan kerapatan masa dan

benda

jarak suatu tempat dari pusat bumi.

waktu

yang

yang

dijatuhkan

mempengaruhi waktu tempuh benda ke permukaan. Benda yang memiliki massa

yang

kecepatan

lebih semakin

besar

maka

bertambah

sehingga waktu tempuh lebih kecil sedangkan benda yang memiliki massa yang lebih kecil waktu tempuh yang diperoleh akan lebih lama

IV.

Kesimpulan dan Saran Konsep dari gerak jatuh bebas

ini adalah gerak jatuh bebeas dengan arah vertikal dari ketinggian yang telah ditentukan tanpa memerlukan kecepatan

awal

dan

dalam

gerakannya hanya dipengaruhi oleh gaya

gravitasi.

Waktu

yang

diperlukan tidak bergantung pada

Sutrisno, 1986, Fisika Dasar, Institut

massa benda yang digunakan namun

Teknologi

tergantung pada ketinggian benda

Bandung

saat dijatuhkan. Hasil data yang di dapatkan bergantung diperoleh

pada pada

waktu

saat

yang

pengukuran

berlangsung. Dari waktu tersebut dapat diketahui percepatan gravitasi dan kecepatan dari masing masing benda. Percepatan

yang

diperoleh

pada bola besar adalah 10,203±0,274 m/s² dan pada bola kecil adalah 9,107±1,502 m/s². kevepatan yang diperoleh dari bola besar adalah 1,014 m/s dan pada bola kecil adalah 0,954 m/s.

V.

Daftar Pustaka

Anonim, 2019, Modul pengukuran gerak

jatuh

bebas,

Fakultas Sekolah Vokasi, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta Daryanto. 1992. Fisika Teknik. Hal. 77,80,81. Jakarta: Rineka Cipta

Bandung,

Tipler P. A, 1998, Fisika Untuk Sains

dan

Erlangga, Jakarta.

Teknik,...