LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR : BANDUL SEDERHANA PDF

Preview

Summary

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR 2 BANDUL SEDERHANA: Penentuan Percepatan Gravitasi Kelompok E 08021181823085-Anas Fatur Rahman 08021281823042-Jhos Franklin Kemit 08021281823028-Muhammad Ihsan Alfikro 08021281823091-Muhammad Syaugi Arif Nugraha 08021281823044-Ridho Derri Safutra Jurusan Fisika FAKULTA...

Description

Accelerat ing t he world's research.

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR : BANDUL SEDERHANA Anas Fatur Rahman

Related papers

Download a PDF Pack of t he best relat ed papers 

LAPORAN PRAKT IKUM FISIKA AYUNAN SEDERHANA.MAKALAH DEARANNY GITA PUT RI Laporan Penelit ian: Menghit ung Percepat an Gravit asi dengan Menggunakan Bandul Mat emat is denga… Raden Muhammad Hadi PENENT UAN PERCEPATAN GRAVITASI BUMI DENGAN MET ODE BANDUL SEDERHANA Surit no Fayant o

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR 2

BANDUL SEDERHANA: Penentuan Percepatan Gravitasi

Kelompok E 08021181823085-Anas Fatur Rahman 08021281823042-Jhos Franklin Kemit 08021281823028-Muhammad Ihsan Alfikro 08021281823091-Muhammad Syaugi Arif Nugraha 08021281823044-Ridho Derri Safutra

Jurusan Fisika FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SRIWIJAYA Maret 2020

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA FISIKA DASAR 2 I.

Nomor Percobaan

: I (Satu).

II.

Nama Percobaan

: Gerak Harmonik Sederhana Pada Bandul.

Tujuan Percobaan

:

III.

1. Mengetahui hubungan antara periode bandul matematis dengan panjang tali gantungan. 2. Mahasiswa dapat menentukan nilai periode ayunan bandul matematis. 3. Mengukur percepatan gravitasi bumi.

IV.

Alat dan Bahan 1. Benda bermassa 2. Mistar 3. Tali 4. Stopwach 5. Paku

1

V.

Dasar Teori Gerakan ayunan bandul sederhana berkaitan dengan panjang tali, sudut awal, massa bandul, amplitudo, dan periode ayunan. Panjang tali yang digunakan untuk mengikat bandul merupakan tali tanpa massa dan tidak dapat mulur. Bandul yang digunakan dianggap sebagai massa titik. Jika tidak ada gesekan maka suatu ayunan akan terus berosilasi tanpa berhenti. Namun kenyataannya jika kita mengayunkan bandul, setelah sekian lama amplitudo osilasi teredam dikarenakan adanya gesekan (Khotimah, 2011). Sebuah pendulum yang diayunkan akan berayun dengan gerakan yang sama. Peristiwa gerakan yang tetap dan berulang pada interval waktu yang teratur disebut harmonik, jadi gerak harmonik adalah gerakan sebuah benda yang berulang-ulang dengan interval waktu teratur.Dalam hal ini waktu yang teratur osilasi disebut perioda, yakni waktu yang dibutuhkan benda untuk sekali berosilasi (Lambaga, 2019). Percepatan gravitasi bumi dapat diukur dengan beberapa metode eksperimen salah satunya adalah dengan menggunakan sebuah bandul matematis yang terdiri atas titik massa m yang digantung dengan menggunakan seutas tali tak bermassa (massa diabaikan) dengan ujung atasnya dikaitkan dinding diam. Secara teori, nilai hasil pengukuran percepatan gravitasi tidak dipengaruhi oleh panjang tali yang digunakan karena pada panjang tali berapapun akan menghasilkan nilai percepatan gravitasi yang sama jika tempat melakukan pengukuran juga sama. Namun pada kenyataannya, seringkali terjadi kesenjangan antara teori dengan fakta yang sebenarnya.Hal ini tentu erat hubungannya dengan faktor-faktor lain hingga hal tersebut dapat terjadi. Tertarik dengan topik tersebut, peneliti ingin melakukan eksperimen untuk mengetahui tingkat akurasi pengukuran percepatan gravitasi bumi menggunakan bandul sederhana pada panjang tali yang berbeda (dengan menggunakan tali yang berbeda-beda) (Erdamansyah dkk., 2014). Apabila suatu benda dilepaskan dari ketinggian tertentu, maka benda tersebut akan jatuh dan bergerak mengarah ke pusat bumi. Percepatan yang dialami oleh benda yang jatuh tersebut disebabkan oleh adanya gravitasi bumi. Percepatan gravitasi bumi dapat diukur dengan bebrapa metode eksperimen salah satunya adalah dengan ayunan bandul yang terdiri atas titik massa m yang digantung dengan menggunakan seutas tali tak bermassa (massa diabaikan) dengan ujung atasnya dikaitkan dinding diam. Pada sisitem bandul matematis, benda bergerak pada sumbu gerak yang hanya dikendalikan oleh gravitasi bumi dengan periode ayunan (Halliday dan Resnick, 2005). Gaya pemulih diberikan oleh gravitasi, tegangan tali hanya bekerja untuk membuat massa tidak bergerak dalam busur. Gaya pemulih tidak sebanding dengan θ akan tetapi sebanding dengan sin θ, sehingga geraknya bukan harmonik sederhana. Akan tetapi, jika sudut θ kecil, sin θ sangat dekat dengan θ dalam radian. Maka gaya pemulih sebanding dengan 2

koordinat untuk perpindahan yang kecil, dan konstanta gaya k=mg/L. Karena gaya pemulih, suatu komponen berat partikel, sebanding dengan m. Maka massa muncul pada kedua sisi ∑ 𝐹 = 𝑚ā dan saling menghilangkan. Ini merupakan fenomena fisika yang sama yang menjelaskan mengapa benda dengan massa berbeda jatuh dengan percepatan sama dalam

keadaan vakuum. Untuk osilasi kecil, periode suatu pendulum untuk nilai g tertentu ditentukan sepenuhnya oleh panjangnya.Ketergantungan pada L dan g adalah hal yang sudah seharusnya kita duga.Pendulum yang panjang mempunyai periode yang lebih lama dibandingkan dengan pendulum yang lebih pendek. Peningkatan g akan meningkatkan gaya pemulih, menyebabkan frekuensi bertambah dan periode berkurang. Jika kita dapat menghitung periode untuk sembarang derajat kepersisian yang diinginkan dengan mengambil urutan yang cukup pada deret tersebut. Kegunaan dari pendulum sebagai penjaga waktu bergantung pada periode yang hampir tidak bergantung pada amplitudo, asalkan amplitudonya kecil. Maka saat pendulum jam berjalan melambat dan amplitudo dari ayunannya berkurang sedikit, jam tersebut akan masih tetap mendekati waktu yang benar (Young dan Freedman, 2002).

VI.

Prosedur percobaan 1.

Ukur Panjang tali masing-masing berukuran 20,25,30,…,65 cm.

2.

Kaitkan tali pada paku yang dengan panjang tali yang telah ditentukan.

3.

Ayunkan bandul dengan sudut ±10o.

4.

Hitung waktu dengan stopwatch untuk 5 kali ayunan .

5.

Ulangi percobaan ini sebanyak 5 kali untuk masing-masing ukuran tali.

6.

Lakukan perhitungan percepatan gravitasi dari data yang telah diperoleh.

3

Data Hasil Pengamatan Praktikum Fisika Dasar 2 (Bandul Fisis) No n L(cm) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Σ

5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

VII.

t1 4.420 5.370 5.610 6.090 6.340 6.710 7.300 7.470 7.790 8.250

20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 425

t2 4.950 5.270 5.430 6.010 6.410 6.680 7.190 7.660 7.810 8.390

t(s) t3 4.740 5.160 5.630 5.940 6.270 7.000 7.190 7.600 7.990 8.230

t4 4.750 5.410 5.680 6.140 6.280 6.680 7.340 7.680 7.870 8.000

t5 4.690 5.260 5.690 6.060 6.330 7.000 7.060 7.590 7.930 8.270

𝑡̅(s)

4.710 5.294 5.608 6.048 6.326 6.814 7.216 7.600 7.878 8.228 65.722

T = 𝑡̅/n (s) 0.942 1.059 1.122 1.210 1.265 1.363 1.443 1.520 1.576 1.646 13.144

T^2 (s^2) 0.887 1.121 1.258 1.463 1.601 1.857 2.083 2.310 2.483 2.708 17.771

LT^2 (ms^2) 17.747 28.026 37.740 51.210 64.029 83.575 104.141 127.072 148.951 176.020 838.511

L^2 (m^2) 400 625 900 1225 1600 2025 2500 3025 3600 4225 20125

Pengolahan Data • • • • •

𝑛 (∑ 𝑦) (∑ 𝑥 2 )− (∑𝑛 𝑖=1 𝑥𝑖 ) (∑𝑖=1 𝑥𝑖 𝑦𝑖 )

𝑎=

𝑛 2 2 𝑛 ( ∑𝑛 𝑖=1 𝑥𝑖 )− ( ∑𝑖=1 𝑥𝑖 ).

𝑎 = 0.062

𝑛 𝑛 𝑛 ( ∑𝑛 𝑖=1 𝑥𝑖 𝑦𝑖 )− ( ∑𝑖=1 𝑥𝑖 ) ( ∑𝑖=1 𝑦𝑖 )

𝑏=

𝑛 2 2 𝑛 ( ∑𝑛 𝑖=1 𝑥𝑖 )− ( ∑𝑖=1 𝑥𝑖 ).

𝑏 = 0.0404

𝑔=

4𝜋 2 𝑏

= 977.266 𝑐𝑚/𝑠 2

T^2 (s^2) 3.000

.

y = 0.0404x + 0.062 2.500 2.000 1.500 1.000 0.500 0.000 0

10

20

30

40

50

60

70

4

VIII.

Analisa Praktikum ini bertujuan untuk mengetahui nilai dari percepatan gravitasi melalui eksperimen gerak harmonik sederhana pada bandul matematis. Namun pada percobaan ini praktikan juga sekaligus dapat mengetahui cara penghitungan periode dalam kaitannya dengan panjang tali. Terlihat dari data, bahwa semakin panjang tali maka semakin lama waktu atau periode yang dibutuhkan untuk satu kali osilasi. Hal ini menunjukkan bahwa panjang tali berbanding lurus dengan periode osilasi. Praktikan juga mengetahui bahwa massa dari benda yang digantungkan pada tali tidak berpengaruh pada periode osilasi sehingga massa benda dalam hal ini tidak diperhitungkan. Osilasi diulangi sebanyak 5 kali untuk mendapatkan hasil yang mendekati sebenarnya. Semakin banyak perulangan yang dilakukan, maka semakin akurat hasil yang akan didapatkan. Bisa terlihat dari persamaan garis yang dibentuk dari perhitungan yang telah dilakukan, hasil yang didapat cukup akurat dengan melakukan 5 kali perulangan osilasi. Dari hasil perhitungan rumus juga didapatkan besar percepatan gravitasi yang mendekati nilai percepatan gravitasi yang telah ditetapkan secara umum. Dari percobaan ini juga dapat disimpulkan bahwasanya, osilasi suatu bandul dapat menentukan percepatan gravitasi suatu wilayah/daerah. Tentunya dengan nilai error yang tidak dapat dihindari. Error bisa terjadi pada setiap keadaan, error pada percobaan ini dapat terjadi pada simpangan yang diberikan tidak sama pada tiap perulangan, sehingga membuat periode osilasinya tak sinkron. Error lainnya terdapat pada pengaruh luar, bisa jadi Gerakan osilasi bandul dihambat oleh pengaruh luar, dalam hal ini pengaruh luar yang menghambat osilasi bandul adalah gesekannya dengan dinding, membuat gerakannya terhambat.

IX. DISKUSI DAN INTERPRETASI 1.

Faktor yang mempengaruhi besar periode ayunan pada bandul matematis dan bandul fisis adalah panjang tali.

2.

Massa benda dan simpangan tidak mempengaruhi periode ayunan.

3.

Semakin banyak perulangan osilasi yang dilakukan, maka hasil yang didapatkan akan semakin akurat

4.

Osilasi bandul dapat menentukan percepatan gravitasi suatu wilayah

5

DAFTAR PUSTAKA Erdamansyah, Y. Supriadi, B. dan Yushardi. 2014. Pengaruh Panjang Tali Pada Bandul Matematis Terhadap Hasil Perhitungan Percepatan Gravitasi Bumi. Jurnal Penelitian Fisika, 4(2): 1-2 Halliday, D dan Resnick, R., 2005. Fisika Dasar. Jakarta : Erlangga. Khotimah Khusnul. 2011. Ayunan Sederhana : Pengaruh Panjang Tali, Sudut Awal, dan Massa Bandul terhadap Periode serta Menentukan Konstanta Redaman. Bandung : SNIPS. Young, H. D. Dan Freedman, R. A., 2002. Fisika Universitas Edisi Kesepuluh Jilid 1. Jakarta: Erlangga.

6

LAMPIRAN RUMUS A. Hukum Hooke F = -kx B. Penurunan Rumus Percepatan Gravitasi Pada bandul matematis, mg sin θ disebut sebagai gaya pemulih. Berdasarkan hukum newton untuk gerak rotasi,dapat dituliskan; ∑τ =Iα -(mgsinθ)L = 𝐼

𝐼

𝑑2 θ 𝑑𝑡 2

𝑑2 θ 𝑑𝑡 2

+(mgsinθ)L = 0

Karena I adalah momen inersia bandul,dengan I=mL2, sehingga akan diperoleh: 𝑚𝐿2

𝐿

𝐿

𝑑2 θ

𝑑2 θ

𝑑𝑡 2 𝑑2 θ 𝑑𝑡 2

𝑑2 θ 𝑑𝑡 2

𝑑𝑡 2

+(mgsinθ)L = 0

+(gsinθ) = 0 +(gθ) = 0

Dengan T = Periode Osilasi (S) L = Panjang Tali (M)

𝑔

+ θ=0 𝐿

g = Percepatan Gravitasi Bumi (m/s2)

Maka diperoleh : 𝑔 ω2 = 𝐿 2

𝑔 2𝜋 ( ) = 𝐿 𝑇 2 2 4𝜋 𝑇 = 𝑔 𝐿

Dimana untuk mencari

𝑇2 𝐿

dapat dicari dengan rumus b (kemiringan) pada rumus regresi

linier, sehingga jika b sudah diperoleh maka untuk mencari percepatan gravitasi yaitu : 𝑛 ( ∑𝑛𝑖=1 𝑥𝑖 𝑦𝑖 ) − ( ∑𝑛𝑖=1 𝑥𝑖 ) ( ∑𝑛𝑖=1 𝑦𝑖 ) 𝑏= 𝑛 ( ∑𝑛𝑖=1 𝑥𝑖2 ) − ( ∑𝑛𝑖=1 𝑥𝑖 ).2 𝒈=

𝟒𝝅𝟐 𝒃

7

LAMPIRAN GAMBAR

Gambar 1. Pengukuran panjang tali

Gambar 2. Pengambilan data osilasi

Gambar 3. Pengolahan data

8...