BAB
I
PENDAHULUAN
1.1.Latar
Belakang
Dalam kehidupan sehari-hari kita tidak terlepas dari ilmu fisika, dimulai dari yang ada dari
diri kita sendiri seperti gerak yang kita lakukan setiap hari sampai sesuatu
yang ada diluar kita seperti ayunan. Ayunan ini dibahas dalam ilmu fisika
dimana dari ayunan tersebut kita dapat menghitung periode yaitu selang waktu
yang diperlukan beban untuk melakukan suatu getaran dan kita dapat menghitung
berapa gravitasi bumi di suatu tempat.
Pegas digunakan pada sistem suspensi kendaraan
bermotor. Tujuan adanya pegas ini adalah untuk meredam kejutan ketika sepeda
motor yang dikendarai melewati permukaan jalan yang tidak rata. Ketika sepeda
motor melewati jalan berlubang, gaya berat yang bekerja pada pengendara (dan
gaya berat motor) akan menekan pegas sehingga pegas mengalami mampatan.
Perubahan panjang pegas ini menyebabkan pengendara merasakan ayunan. Pegas yang
digunakan pada sepeda motor atau kendaraan lainnya telah dirancang sedemikian
rupa untuk mampu menahan gaya berat sampai batas tertentu.
1.2.Tujuan
Praktikum
Tujuan praktikum mengenai pendulum sederhana ini
adalah untuk melihat hubungan antara panjang tali pendulum dengan periode
getarnya dan untuk membandingkan percepatan gravitasi yang ada sesuai dengan
referensi dengan hasil percobaan yang dilakukan.
Sedangkan praktikum mengenai konstanta pegas
bertujuan untuk menentukan konstanta gaya sebuah pegas dan untuk membandingkan
frekuensi getaran pegas hasil pengukuran dengan hasil perhitungan.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Bandul terbagi menjadi dua, yaitu bandul mekanis dan
bandul fisis. Bandul mekanis atau bandul sederhana adalah sebuah bandul ideal yang
terdiri dari sebuah partikel yang digantung pada seutas tali panjang yang
ringan. Bila bandul ditarik kesamping dari posisi seimbangnya kemudian dilepas,
maka bandul akan berayun karena pengaruh gravitasi atau bandul bergetar dengan
ragam getaran selaras.
Gravitasi adalah gaya tarik menarik yang terjadi
antara semua partikel yang mempunyai massa di alam semesta. Fisika modern mendeskripsikan
gravitasi menggunakan teori relativitas umum dari Einstein, namun hukum
gravitasi universal newton yang dirumuskan ‘setiap massa menarik massa titik
lainnya dengan gaya segaris dengan garis yang menghubungkan kedua titik. Besar
gaya tersebut berbanding lurus dengan perkalian kedua massa tersebut dan
berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua massa titik
tersebut’ yang lebih sederhana merupakan
hampiran yang cukup akurat dalam kebanyakan kasus.
|
T= periode (sekon/detik)
F=frekuensi (Hz)
waktu
ayunan T dalam percobaan pendulum sederhana adalah:
T=2 sehingga g=
Gaya-gaya yang bekerja pada massa (m) terdiri atas
komponen radial dan tangesial, bertindak sebagai pemulih yang bekerja pada
massa (m) untuk mengembalikan pada titik kesetimbangannya. Sedangkan resultan
gaya radial bertindak sebagai gaya yang dibutuhkan beban agar tetap berada pada
posisi gerak melingkar.
Konstanta pegas adalah suatu
karakter dari suatu pegas yang menunjukkan perbandingan besarnya gaya terhadap
perbedaan panjang yang disebabkan oleh adanya pemberian gaya tersebut. Satuan konstanta pegas adalah
N/m, sedangkan dimensi konstanta pegas adalah
[M][T]-2.
Pada waktu pegas ditarik dengan gaya
F, pegas mengadakan gaya yang besarnya sama dengan gaya yang menarik akan
tetapi arahnya berlawanan (F aksi = -F reaksi). Suatu pegas yang digantung
secara vertikal dan diberi beban disimpangkan ke bawah dan dilepaskan maka
beban akan bergetar dengan periode yang dapat dituliskan : T=2p
T = periode (s), p = pertambahan
panjang (m)
|
F
= gaya pegas (N/m)
K=
konstanta pegas (N/m)
X=
simpangan pegas (m)
BAB III
METODE PRAKTIKUM
3.1 Waktu dan Tempat
Praktikum mengenai pendulum sederhana dan konstanta
pegas ini dilaksanakan pada:
hari, tanggal : Rabu, 28 November 2012
pukul : 15.15 s.d. 17.00 WIB
tempat
: Laboratorium Teknologi
Pertanian dan Terapan Fakultas Pertanian Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
3.2 Alat dan Bahan
Dalam percobaan mengenai pendulum sederhana ini,
peralatan dan bahan-bahan yang digunakan adalah sebagai berikut:
a. busur
derajat
b. stopwatch
c. beban
d. benang
e. statif
sedangkan
pada percobaan mengenai konstanta pegas, peralatan dan bahan-bahan yang
digunakan adalah sebagai berikut:
a. pegas
b. statif
c. beban
d. mistar
3.3 Cara Kerja
Cara
kerja dari percobaan mengenai pendulum sederhana adalah:
a.
menyiapkan dua buah statif, lalu
menghubungkan kedua statif tersebut dengan menggunakan busur derajat,
b.
mengukur benang sepanjang 100 cm, diukur
dari titik gantung sampai ke titik beban pendulum,
c.
menggantungkan beban (40 gram) ke ujung
benang yang sudah dikaitkan pada busur yang menghubungkan kedua statif,
d.
menyimpangkan pendulum dengan sudut 5,
e.
mencatat
waktu yang dibutuhkan pendulum untuk melakukan 50 kali getaran dengan
menggunakan stopwatch.
Sedangkan
cara kerja dari percobaan mengenai konstanta pegas adalah sebagai berikut:
a. mengukur
panjang pegas sebelum diberi beban,
b. menggantungkan
beban bermassa pada ujung bawah pegas,
c. mengukur
panjang pegas setelah diberi beban,
d. mengulangi
percobaan 1 s.d. 3 dengan pegas yang berbeda (pegas kecil, sedang, besar) dan
massa yang berbeda (50 gram, 100 gram, 150 gram, 200 gram, 250 gram).
e. mencatat
hasil dari percobaan tersebut dan memasukkannya ke dalam tabel tabulasi.
BAB IV
HASIL DAN
PEMBAHASAN
4.1 Hasil
Percobaan
Hasil percobaan dari praktikum mengenai pendulum
sederhana adalah sebagai berikut:
|
No
|
L
tali (cm)
|
M
beban (gr)
|
Getaran
yang dilakukan
|
Waktu
yang dibutuhkan (detik)
|
|
I
|
100
|
40
|
50
|
100
|
Hasil percobaan mengenai konstanta
pegas A (pegas berukuran kecil) adalah sebagai berikut:
|
No
|
Massa
beban (kg)
|
Panjang
pegas
|
Pertambahan
panjang pegas (m)
|
Tetapan
pegas (N/m)
|
|
|
Tanpa
beban(m)
|
Setelah
pembebanan(m)
|
||||
|
1
|
0
|
0,07
|
-
|
-
|
-
|
|
2
|
0,05
|
0,07
|
0,08
|
0,01
|
50
|
|
3
|
0,1
|
0,07
|
0,1
|
0,03
|
33,3
|
|
4
|
0,15
|
0,07
|
0,128
|
0,058
|
25,9
|
|
5
|
0,2
|
0,07
|
0,15
|
0,08
|
25
|
|
6
|
0,25
|
0,07
|
0,173
|
0,103
|
24,3
|
|
Rata
|
0,15
|
0,07
|
0,13
|
0,06
|
31,7
|
Hasil
percobaan mengenai konstanta pegas B (pegas berukuran sedang) adalah sebagai
berikut:
|
No
|
Massa
beban (kg)
|
Panjang
pegas
|
Pertambahan
panjang pegas (m)
|
Tetapan
pegas (N/m)
|
|
|
Tanpa
beban(m)
|
Setelah
pembebanan(m)
|
||||
|
1
|
0
|
0,07
|
-
|
-
|
-
|
|
2
|
0,05
|
0,07
|
0,12
|
0,05
|
10
|
|
3
|
0,1
|
0,07
|
0,165
|
0,095
|
10,52
|
|
4
|
0,15
|
0,07
|
0,206
|
0,136
|
11,02
|
|
5
|
0,2
|
0,07
|
0,26
|
0,19
|
10,52
|
|
6
|
0,25
|
0,07
|
0,305
|
0,235
|
10,64
|
|
Rata
|
0,15
|
0,07
|
0,21
|
0,14
|
10,54
|
Hasil
percobaan mengenai konstanta pegas C (pegas berukuran besar) adalah sebagai
berikut:
|
No
|
Massa
beban (kg)
|
Panjang
pegas
|
Pertambahan
panjang pegas (m)
|
Tetapan
pegas (N/m)
|
|
|
Tanpa
beban(m)
|
Setelah
pembebanan(m)
|
||||
|
1
|
0
|
0,08
|
-
|
-
|
-
|
|
2
|
0,05
|
0,08
|
0,165
|
0,085
|
5,9
|
|
3
|
0,1
|
0,08
|
0,247
|
0,167
|
6
|
|
4
|
0,15
|
0,08
|
0,335
|
0,255
|
5,9
|
|
5
|
0,2
|
0,08
|
0,384
|
0,304
|
6,6
|
|
6
|
0,25
|
0,08
|
0,474
|
0,394
|
6.4
|
|
Rata
|
0,15
|
0,08
|
0,32
|
0,24
|
6,61
|
4.2 Pembahasan
Dari percobaan mengenai pendulum sederhana di atas,
dapat disimpulkan bahwa percobaan
mengenai percepatan gravitasi tidaklah sangat menyimpang dari percepatan
gravitasi yang sudah diputuskan yaitu 9,8. Karena g= 4. /T = 4(3,14)2/4=4(9,8596)/4=
9,85=9,9=10. Pendulum sederhana juga dapat digunakan untuk membuat percobaan
mengenai gaya gravitasi.
Sedangkan mengeni konstanta pegas, dari hasil
percobaan menunjukkan bahwa konstanta pegas sangat bergantung dari beberapa
faktor, antara lain bahan pembuat dan renggangannya. Besar pertambahan panjang
(x) pada pegas dihitung dengan mengurangi panjang akhir (setelah pegas diberi
beban) dengan panjang awal (panjang pegas sebelum diberi beban).
BAB V
KESIMPULAN
Dari percobaan
yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa bandul sederhana dapat disimulasikan
untuk menentukan kecepatan gravitasi. Pegas dapat meregang atau menyusut karena
adanya pengaruh dari luar dan dapat
kembali seperti semula jika gaya yang bekerja padanya dihilangkan. Sehingga
dikatakan bahwa pegas bersifat elastis. Selama batas elastisitasnya belum
terlampaui maka perpanjangan pegas sebanding dengan gaya yang digunakan untuk
memperpanjangkannya. Faktor-faktor yang menyebabkan kesalahan relatif percobaan
tersebut antara lain: ketetapan sudut simapangan awal dan gerak teredam yang
terjadi karena gaya gesek.
Gerak bandul
sederhana dapat dipandang sebagai gerak harmonik yang memiliki periode tetap,
selama simpangannya kecil atau sudut simpangan bandul kecil. Periode sebanding
dengan akar panjang bandul, dan tidak
tergantung pada masa bandul.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar