Post on 22-Jun-2015
PENUNTUN PRAKTIKUM
REL OSILASI KELERENG
DISUSUN
OLEH:
NUR FADHILLAHNIM :251121350
LABORATORIUM PENDIDIKAN FISIKAFAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN (FITK)UNIVERSITAS AGAMA ISLAM NEGERI AR – RANIRY
DARUSSALAM – BANDA ACEH2014/2015
1. KATA PENGANTAR
Alhamdulilah, segala puji bagi Allah swt yang telah memberi taufik dan hidayah-Nya,
sehingga penulis dapat menyusun penuntun praktikum REL OSILASI KELERENG, praktikum
sederhana ini dibuat disebabkan karena sebagian di sekolah belum membuat praktikum.
Salawat dan salam senantiasa kita sanjung sajikan kepangkuan alam Nabi besar
Muhammad SAW. Yang dengan berkat kegigihan beliau menyelamatkan umatnya dari alam
jahiliah kea lam islamiah dan dari alam kebodohan kealam yang berilmu pengetahuan.
Penuntun ini bertujuan untuk dapat membantu para guru-guru Fisika di sekolah dan guru
akan memberikan kepada siswa di sekolah tersebut dalam proses pembelajaran.
Penuntun ini diberikan kepada siswa disekolah, mahasiswa serta terutama dalam
mengaplikasikan ilmunya di masyarakat. Kiranya penuntun ini berguna pula bagi
siswa/mahasiswa eksakta lainnya.
Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar- besarnya kepada:
1. Bapak Ridhwan, M.Si dan Bapak Jufrisal, S.Pd.I selaku dosen/asisten pengasuh mata kuliah
Laboratorium Fisika-II.
2. Teman-teman semua yang telah banyak membantu dalam membuat penuntun praktikum ini
sehingga dapat terselesaikan.
Akhirnya, penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penuntun praktikum ini,
untuk itu penulis dengan segala kerendahan hati menerima kritikan dan saran yang bersifat
membangun, guna untuk menyempurnakan dimasa-masa yang akan datang.
Banda Aceh, 08 Januari 2014
Penulis
2. DAFTAR ISI
1. KATA PENGANTAR................................................................................. 1
2. DAFTAR ISI............................................................................................... 2
3. TATA TERTIB LABORATORIUM.......................................................... 3
4. PERFORMANCE PRAKTIKAN............................................................... 4
5. REL OSILASI KELERENG....................................................................... 1
A. Standar Kompetensi.............................................................................. 1
B. Kompetensi Dasar................................................................................. 1
C. Tujuan................................................................................................... 1
D. Dasar Teori............................................................................................ 1
E. Alat dan Bahan...................................................................................... 5
F. Persiapan Percobaan............................................................................. 6
G. Langkah-langkah Praktikum................................................................. 6
H. Data Pengamatan.................................................................................. 7
I. Analisis Data......................................................................................... 7
J. Kesimpulan dan Saran..........................................................................11
K. Tugas Tambahan (PR)..........................................................................13
6. DAFTAR PUSTAKA..................................................................................16
7. LAMPIRAN................................................................................................17
3. TATA TERBIB LABORATORIUM
Para praktikan wajib memperhatikan hal-hal sebagai berikut:
A. Didalam laboratorium yang dilarang yaitu:
1. Datang tepat waktunya, bila Anda datang terlambat 10 menit tanpa ada alasan yang tepat,
Anda tidak diizinkan mengikuti praktikum.
2. Selama di Laboratorium, perhatikanlah hal-hal sebagai berikut:
a. Dilarang menghidupkan HP.
b. Tidak diperkenankan memakai sandal.
c. Dilarang makan dan minum di dalam Laboratorium.
d. Dilarang memasukkan tas ke dalam ruang Lab, kecuali kalkulator, alat tulis dan
petunjuk penuntun praktikum, letakkan barang lainnya di luar Lab (rak yang telah
disediakan).
e. Kehilangan barang anda menjadi tanggung jawab anda sendiri.
3. Kerusakan dan kehilangan alat Lab menjadi tanggung jawab Anda sendiri dan harus
mengantikannya.
B. Kepada Praktikan diharapkan:
a. Berpakaian sopan dan rapi.
b. Memakai jas Lab.
C. Peringatan Lab:
1. Sebelum dikerjakan harus hati-hati dalam memegang benda jangan sampai jatuh, maka
dengarkanlah arahan dari Laboran/asisten Lab.
2. Bila anda tidak menyelesaikan praktikum dengan sebaik-baiknya atau tugas dan laporan
hasil Anda tidak lengkap, maka nilai anda di kurangi.
3. Bagi yang praktikum di luar jadwal yang telah di tetapkan, akan dikenakan biaya Rp
10.000,- tiap percobaan.
Banda Aceh, 08 januari 2014
NUR FADHILLAH
4. PERFORMANCE PRAKTIKAN
Peraturan untuk laki-laki dan perempuan yang praktikum yaitu:
1. Untuk laki-laki:
a. Tidak memakai sandal.
b. Tidak memakai baju oblong.
c. Tidak memakai kalung.
2. Untuk perempuan:
a. Tidak memakai sandal.
b. Tidak memakai baju ketat dan celana jeans.
c. Tidak membawa emas.
REL OSILASI KELERENG
A. Standar Kompetensi
Menganalisis gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika
benda titik.
B. Kompetensi Dasar
Menganalisis hubungan antara gaya dengan gerak getaran.
C. Tujuan
1. Menjelaskan pengertian osilasi (getaran)
2. Menjelaskan hubungan antara periode dengan frekuensi.
3. Mempelajari prinsip kerja osilasi kelereng pada rel.
4. Menghitung percepatan gravitasi (g) dengan menggunakan rel osilasi kelereng.
D. Dasar Teori
Menurut Totok Suprayitno (tahun 2011: hal 39-40) Model osilasi kelereng dapat
digunakan untuk menentukan Konstanta Percepatan Gravitasi (g). Kita misalkan suatu bola pejal
(kelereng) dilepas pada lintasan lengkung dengan jari-jari R akan mengalami gerak osilasi bolak
balik. Misalnya kelereng dengan jari-jari a diletakkan pada rel melengkung dengan jari jari R.
Gerakan kelereng pada rel mirip dengan gerakanayunan bandul sederhana dengan panjang tali
(R-a).
Dengan menggunakan hubungan translasi energi, misalnya kelereng pada awal berada
diposisi A dan pada kedudukan seimbang berada di B. Kehilangan energi oleh gerak dengan
kecepatan linier bola dari A ke B adalah Mgh dimana h adalah tinggi OD. Energi yang hilang
berubah menjadi energi kinetik dengan persamaan energi adalah sebagai berikut :
Mgh =12
MV 2 +12
Iω2= 12
. V 2 (M+ I❑ )
Dimana ω = va
dan 25
Ma2
Mgh = 12
.75
MV 2
Jadi periode ayunan pendulum dengan persamaan kecepatan VP2 = 2gh adalah TP
2= 2π√ lg
maka periode osilasi untuk gerak kelereng adalah T= 2π√ 7 (R−a)5 g
, dalam persamaan gravitasi
menjadi
g = 28 π2(R−a)
5 T 2
Menurut Yusrizal hal ( 2008 : 102-103) bandul sederhana adalah sebuah benda yang
massanya m di gantung pada seutas tali yang panjangnya 1, massa m di ayun sehingga
membentuk sudut θ yang tidak seberapa besar. Massa m akan ω berosilasi pada lingkaran yang
radiusnya 1.Gaya pemulih yang bekerja pada m.
F= - mg sin θ
Konstanta mg/l menyatakan k , sehingga persamaan untuk gerak tangensial menjadi:
md2 xd t 2 = -mg ( x
l ) atau d2 xd t 2 ¿
gl
x
Yang tidak lain adalah persamaan differensial yang identik dengan persamaan dibawah
ini
ω2=¿ gl
atau ω=√ gl
Periode bandul sederhana menjadi :
T=2 π √ lg
Pengukuran periode bandul sederhana dapat digunakan sebagai dasar untuk pengukuran
percepatan gravitasi g.
Menurut Tipler ( 1998 : 426-442) Karakteristik gerak osilasi yang paling dikenal adalah
gerak tersebut bersifat periodik, yaitu berulang-ulang. Karena gerak ini terjadi secara teratur
maka edisebut juga sebagai gerak harmonik sedehana. Apabila suatu partikel melakukan gerak
periodik pada lintasan yang sama maka geraknya disebut gerak osilasi getaran.
Syarat gerak harmonik sederhana, bila percepatan sebuah benda berbandig lurus dan
arahnya berlawanan dengan simpangan, maka benda itu akan bergerak dengan gerak harmonik
sederhana.
Jika kita menyimpangkan sebuah benda dari kesetimbangannya dan melepaskan nya,
benda itu akan berosilasi bolak-balik di sekitar kedudukan setimbang. Waktu bagi benda untuk
melakukan satu osilasi penuh disebut periode (T). Kebalikan periode disebut frekuensi f, yang
merupakan banyaknya osilasi setiap detik.
f = 1T
Untuk bandul dengan sudut cukup kecil sehingga sin φ ≈ φ berlaku , percepatan
berbanding lurus dengan simpangan. Gerak harmonik untuk simpangan kecil dapat ditulis
persamaannya :
d2 sdt 2 =−ω2 s
Dengan
ω2=gl
Sehingga
d2 sdt 2 =−ω2 s
S = s0 cos (ωt + θ)
Sehinga periode gerak harmonik tersebut adalah
T=2 πω
=2 π √ lg
Pada bandul, percepatan gravitasi ditentukan dengan menyelesaikan persamaan :
g= 4 π 2 LT 2
E. Alat dan Bahan
Bahan Dasar
Alat
Nama
AlatGambar Alat Fungsi Penyimpanan
Selang air
Papan tripleks
Tang
Palu
Ampelas
Paku
Rel
osilasi
kelereng
Tempat
osilasi
Lemari rak
Kelereng Benda yang
berosilasi
Lemari rak
Stopwacth Menghitung waktu
Lemari rak
Mikrometer
sekrup
Mengukur diameter kelereng
Lemari rak
Meteran Mengukur diameter rel
Lemari rak
F. Persiapan percobaan
G. Langkah-langkah praktikum
1. Ukur diameter kelereng dengan menggunakan mikrometer sekrup,
a =…….mm
2. Ukur diameter kelengkungan dudukan rel osilasi, R =……mm
3. Letakkan bola kelereng pada rel sehingga menggelinding dan amati,
4. Siapkan stopwatch atau jam tangan. Simpangkan kelereng pada rel osilasi, untuk nilai
getaran 1,2,3,4 dan 5
5. Catat hasilnya kedalam tabel pengamatan
6. Ulangi percobaan untuk langkah no 3,4 dan 5 untuk nilai getaran selanjutnya
7. Dari data yang diperoleh. Tentukan percepatan gravitasi ( g ) berdasarkan persamaan di
atas.
H. Data Pengamatan
NO N t
Periode
T = tn
Frekuensi
f¿nt
percepatan gravitasi
g ¿28 π2(R−a)
5 T 2
1. 1 0,81 s 0,81 s 1,234 Hz 9,865 m/s2
2. 2 1,61 s 0,805 s 1,242 Hz 9,989 m/s2
3. 3 2,46 s 0,82 s 1,219 Hz 9,626 m/s2
4. 4 3,27 s 0,8175 s 1,223 Hz 9,687 m/s2
5. 5 4,04 s 0,808 s 1,237 Hz 9,915 m/s2
I. Analisis Data
Menentukan diameter
Diameter kelereng :
D = Su + Sn . Kt
= 15,5 mm + ( 25 . 0,01 mm)
= 15,5 mm + 0,025 mm
= 15,525 mm
r (a) = 12
D
= 12
15,525 mm
= 7,7625 mm
= 0,0077625 m
Diameter rel:
D = 25 cm
r (R) = 12
D
= 12
25 cm
= 12,5 cm
= 0,125 m
Menentukan periode
T1 = tn
= 0,81 s
1= 0,81 s
T2 = tn
= 1,61 s
2= 0,805 s
T3 = tn
= 2,46 s
3= 0,82 s
T4 = tn
= 3.27 s
4= 0,8175 s
T5 = tn
= 4,04 s
5= 0,808 s
Menentukan frekuensi
f1 = nt
= 1
0,81 s= 1,234 Hz
f2 = nt
= 2
1,61 s= 1,242 Hz
f3 = nt
= 3
2,46 s= 1,219 Hz
f4 = nt
= 4
3,27 s= 1,223 Hz
f5 = nt
= 5
4,04 s= 1,237 Hz
Menghitung percepatan gravitasi
g1¿28 π2(R−a)
5 T 2
= 28¿¿
= 28 (9,8596 )(0,1177625 m)
5(0,65661 s2)
= 28 (1,1559 m )
3,2805 s2
= 32,3652m
3,2805 s2
= 9,865 m/s2
g2¿28 π2(R−a)
5 T 2
= 28¿¿
= 28 (9,8596 )(0,1177625 m)
5 (0,6480 s2)
= 28 (1,1559 m )
3,24 s2
= 32,3652m
3,24 s2
= 9,989 m/s2
g3¿28 π2(R−a)
5 T 2
= 28¿¿
= 28 (9,8596 )(0,1177625 m)
5(0,6724 s2)
= 28 (1,1559 m )
3,362 s2
= 32,3652m
3,362 s2
= 9,626 m/s2
g4¿28 π2(R−a)
5 T 2
= 28¿¿
= 28 (9,8596 )(0,1177625 m)
5 (0,6683 s2)
= 28 (1,1559 m )
3,341 s2
= 32,3652m
3,341 s2
= 9,687 m/s2
g5¿28 π2(R−a)
5 T 2
= 28¿¿
= 28 (9,8596 )(0,1177625 m)
5 (0,6528 s2)
= 28 (1,1559 m )
3,264 s2
= 32,3652m
3,264 s2
= 9,915 m/s2
J. Kesimpulan dan saran
1. Kesimpulan
Osilasi adalah gerak berulang-ulang atau bolak-balik. Setiap gerak yang terjadi secara
berulang dalam selang waktu yang sama disebut gerak periodik, karena gerak ini terjadi
secara teratur maka disebut juga gerak harmonik. Apabila suatu partikel (benda)
melakukan gerak periodik pada lintasan yang sama maka geraknya disebut gerak osilasi
getaran.
Hubungan antara periode dengan frekuensi
Satu getaran adalah satu gerak bolak balik (pergi-pulang). Periode (T) adalah waktu yang
dibutuhkan untuk melakukan satu getaran penuh, yang persamaannya dapat ditulis:
T= tn
Frekuensi (f) adalah banyaknya getaran yang terjadi dalam 1 detik, sehingga
persamaannya dapat ditulis :
T= nt
Dengan demikian frekuensi adalah kebalikan dari periode dan periode adalah kebalikan
dari frekuensi, yang secara sistematis dapat ditulis :
T= 1f
atau f= 1T
Prinsip kerja rel osilasi kelereng yaitu pada saat kelereng di simpangkan pada rel maka
kelereng akan berosilasi pada lintasan rel.
Dari percobaan dapat disimpulkan bahawa percepatan gravitasi dapat dihitung dengan
menggunakan rel osilasi kelereng
getaran 1 menghasilkan percepatan gravitasinya 9,865 m/s2
getaran 2 menghasilkan percepatan gravitasinya 9,989 m/s2
getaran 3 menghasilkan percepatan gravitasinya 9,626 m/s2
getaran 4 menghasilkan percepatan gravitasinya 9,687 m/s2
getaran 5 menghasilkan percepatan gravitasinya 9,915 m/s2
2. Saran
Percobaaan yang saya lakukan ini, saya sadari belum sempurna karena saya mungkin
masih kurang teliti pada saat memengang stopwatch, kadang terlalu cepat dan kadang
terlalu lambat dalam menghentikan stopwatch dan juga pada saat perhitungan getaran
kelereng yang berosilasi pada rel karena kelereng sangat cepat melakukan bolak balik.
Jadi harus beverapa kali melakukan pengulangan, ketika kelereng berosilasi pada rel.
Saya berharap untuk selanjutnya dalam melakukan percobaaan ini agar leb ih teliti dan
lebih baik lagi.
K. Tugas tambahan (PR)
Soal pilihan ganda:
1. Simpangan terbesar yang dapat ditempuh oleh suatu benda yang bergetar disebut ......
a. panjang gelombang c. puncak gelombang
b. amplitudo d. tinggi gelombang
2. Selang waktu yang di perlukan untuk menempuh satu getaran lengkap disebut……
a. periode c. frekuensi
b. amplitudo d. cepat rambat gelombang
3. Frekuensi sebuah getaran 40 Hz, periodenya…..
a. 40 detik c. 1 detik
b.1
40 detik d.
160
detik
4. Periode sebuah getaran 25
detik, frekuensinya ……
a. 0,4 Hz c. 2,5 Hz
b. 2,0 Hz d. 4,0 Hz
5. Suatu benda bergetar dengan frekuensi 5 Hz. Periode getarannya adalah…..
a. 0,1 s c. 1,0 s
b. 0,2 s d. 1,2 s
6. Banyak getaran yang terjadi dalam 1 sekon disebut …..
a. periode c. frekuensi
b. amplitudo d. Puncak gelombang
7. Apabila sebuah benda bergetar sebanyak 600 getaran setiap 5 menit,maka periode
getarannya adalah …..
a. 0,5 s c. 60 s
b. 2 s d. 120 s
8. Benda A bergetar dengan periode 30 sekon dan amplitudo 20 cm. Benda B bergetar
dengan periode 45 sekon dan amplitudo 25 cm. Frekuensi benda A disbanding benda B
adalah ……
a. 2 : 3 c. 4 : 5
b. 3 : 2 d. 5 : 4
9. Periode merupakan salah satu besaran yang satuannya adalah …..
a. meter c. newton
b. sekon d. joule
10. Pada gerak harmonik sederhana selalu terdapat perbandingan yang tetap antara
simpangan dengan ……
a. Kecepatan c. massa
b. percepatan d. periode
Essay:
1. Benda bergetar dengan frekuensi 50 Hz. Hitung periodenya ?
Jawab :
T =1f
= 1
50Hz
= 0.02 s
2. Sebuah benda bergetar dengan periode 1
25 s . Hitunglah :
a. frekuensinya
b. dalam 1 menit ada berapa getaran
jawab :
a. f¿1T
= 1
1/250
= 250 Hz
b. Banyak getaran dalam 1 menit = 60 sekon, sehingga banyak getarannya
adalah :
60 x 250 = 15000 getaran
3. Jelaskan apa yang dimaksud dengan gerak osilasi ?
Jawab:
Gerak osilasi adalah gerak berulang-ulang atau bolak-balik menurut lintasan tertentu
melalui titik setimbangnya.
DAFTAR PUSTAKA
Yusrizal. Fisika Dasar-I.Banda Aceh: Syiah Kuala Press. 2008.
Tipler. Fisika untuk sains dan teknik. Jakarta : Erlangga. 1998
http://124.81.93.52/files/Buku_Alat_Peraga_Fisika.pdf .
LAMPIRAN