(Contoh 2) Ayunan Dan Percepatan Gravitasi

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I

AYUNAN DAN PERCEPATAN GRAVITASI(M.6)

Oleh:

Nama

: Ni Made Susita Pratiwi

NIM

: 1008105005

Dosen Pengaja : I Ketut Sukarasa, S.Si, M.Si

Asisten dosen

: 1. Siska Rohani

2. Desak Putu Risky Vidika Apriyanthi JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS UDAYANA

2010

AYUNAN DAN PERCEPATAN GRAVITASI(M.6)I. TUJUAN 1. Mempelajari sifat ayunan

2. Menentukan kecepatan gravitasi

II. DASAR TEORI2.1 Pengertian Getaran

Getaran adalah gerak bolak-balik secara periodik yang selalu melalui titik keseimbangan.

Satu getaran adalah gerakan dari titik mula-mula dan kembali ke titik tersebut.

Periode (waktu getar) adalah waktu yang digunakan untuk mencapai satu getaran penuh, dilambangkan T (sekon atau detik).

Frekuensi adalah banyaknya getaran tiap detik, dilambangkan f (Hertz).

Amplitudo adalah simpangan maksimum dari suatu getaran, dilambangkan A (meter).

Simpangan adalah jarak besarnya perpindahan dari titik keseimbangan ke suatu posisi, dilambangkan Y (meter).

Sudut fase getaran adalah sudut tempuh getaran dalam waktu tertentu, dilambangkan ( (radian).

Fase getaran adalah perbandingan antara lamanya getaran dengan periode, dilambangkan ( .

Kecepatan sudut adalah sudut yang ditempuh tiap satuan waktu (.

Getaran Harmonis

Gerak harmonik sederhana (GHS) adalah gerak periodik dengan lintasan yang ditempuh selalu sama (tetap). GHS mempunyai persamaan gerak dalam bentuk sinusiodal dan digunakan untuk menganalisis suatu gerak periodik tertentu Gerak harmonik sederhana dapat dibedakan menjadi 2 bagian yaitu

Gerak Harmoni Sederhana Linier Yang termasuk ke dalam Gerak Harmoni Sederhana Linier: penghisap dalam silinder gas, gerak osilasi air raksa/air dalam pipa U, gerak horisontal/vertikal dari pegas, dsb.

Gerak Harmoni Sederhana Anguler Gerak bandul termasuk ke dalam salah satu jenis gerak harmonis sederhana , yaitu Gerak Harmoni Sederhana Anguler . Contoh lainnya, misalnya :osilasi ayunan

Bandul sebenarnya ada dua jenis, yaitu bandul mekanis dan bandul fisis. Bandul mekanis adalah disebut juga bandul sederhana merupakan sebuah bandul ideal yang terdiri dari sebuah partikel yang digantung pada seutas tali panjang yang ringan dan berayun dengan sudut simpangan kecil maka susunan ini disebut bandul matematis.

Hukum-hukum (ayunan) Galilei tahun 1596, yaitu:

Tempo ayunan tidak bergantung dari besarnya amplitude (jarak ayunan), asalkan amplitude tersebut tidak terlalu besar.

Tempo ayunan tidak bergantung dari beratnya bandulan ayunan

Tempo ayunan adalah sebanding laras dengan akar dari panjangnya bandulan (l )

Tempo ayunan adalah sebanding-balik dengan akar dari percepatan yang disebabkan oleh gaya berat.

Perioda yang mengalami gerak selaras sederhana, termasuk bandul, tidak bergantung pada amplitudo. Galileo dikatakan sebagai yang pertama mencatat kenyataan ini, sementara ia melihat ayunan lampu dalam katedalan di pissa. Penemuan ini mengarah pada bandul jam yang pertama mirip dengan lonceng Periode dari bandul matematis dapat ditentukan dengan rumus :

Dimana :

T = periode ayunan (detik)L = panjang tali (m)g = percepatan gravitasi bumi (m/s2)

Periode bandul atau ayunan adalah waktu yang dibutuhkan untuk 1 kali getaran. Satu kali getaran yang dimaksudkan adalah pergerakan dari titik A-B-C-B-A, jadi, getaran yang dilakukan dimulai dari titik A hingga ke titik A lagi (kembali ke titik awal).

Bila bandul ditarik kesamping dari posisi seimbangnya kemudian dilepas, maka bandul akan berayun karena pengaruh gravitasi atau bandul bergetar dengan ragam getaran selaras. Gaya pemulih yang bekerja pada m: F = -mg sin 0. karena gaya pemulihnya sebanding dengan sin 0 bukan dengan simpangannya. Gaya yang menyebabkan bandul ke posisi kesetimbangan dinamakan gaya pemulih yaitu mg sin ( dan panjang busur adalah s = l(. Kesetimbangan gayanya adalah

Dan gaya-gaya yang bekerja pada bandul sederhana atau bandul matematis adalah seperti berikut ini

Bandul juga berguna dalam bidang geologi dan sering kali diperlukan untuk mengukur percepatan gravitasi pada lapis tertentu dengan sangat teliti.

Bandul fisis merupakan sembarang benda tegar yang digantung yang dapat berayun/bergetar/berisolasi dalam bidang vertical terhadap sumbu tertentu. Bandul fisis sebenarnya memiliki bentuk yang lebih kompleks, yaitu sebagai benda tegar.Periode dari bandul fisis dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut :

Dimana :

T = perioda ayunan (detik)k = radius girasi terhadap pusat massa (cm)a = jarak titik gantung terhadap pusat massa (m)g = percepatan gravitasi bumi (m/s2)

Berikut adalah contoh sistem gaya yang bekerja pada suatu ayunan fisis:

Keterangan gambar:

m= massa benda (kg)

g= percepatan gravitasi (m/s2)

= sudut simpangan

PERCEPATAN GRAVITASI

HUKUM Newton tentang gravitasi bumi dapat diungkapkan sebagai berikut: Setiap partikel materi di jagat raya melakukan tarikan terhadap setiap partikel lainnya dengan suatu gaya yang berbanding langsung dengan hasil kali massa partikel-partikel itu dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak yang memisahkan.

Gaya-gaya gravitasi yang bekerja pada partikel itu membentuk sepasang aksi-reaksi. Walaupun massa partikel-partikel itu berbeda, gaya yang sama besarnya bekerja pada masing-masing partikel itu dan garis kerja keduanya terletak di sepanjang garis yang menghubungkan partikel-partikel itu.

Hukum Gravitasi Newton ialah hukum untuk dua partikel. Faktanya bahwa gaya gravitasi yang dilakukan pada atau oleh suatu bola homogeny sama seperi seandainya seluruh massa bola itu terkonsentrasi pada titik pusatnya.

Maka percepatan bumi sama dengan,

III. ALAT ALAT

1. Ayunan Sederhana

2. Ayunan Fisis

3. Stopwatch

4. Pemberat (1400 gr) IV. CARA KERJA

A. Ayunan Sederhana

1. Panjang tali tertentu diambil.

2. Waktu ayunan diukur dengan cara mengukur waktu yang diperlukan untuk 20 kali ayunan.3. Percobaan ini diulang sekurang-kurangnya 5 kali dengan mengambil panjang tali yang beralainan.B. Ayunan Fisis

1. Pemberat diletakkan di tengah-tengah batang.2. Ayunan diukur dengan cara seperti A untuk 5 sumbu ayun berturut-turut pada sisi setangkup dengan titik sumbu 2. 3. Percobaan B1 diulang untuk 5 sumbu pada sisi B (bali ayunan fisis) yang setangkup dengan titik sumbu 2.

4. Letak pemberat satu atau lubang kesebelah dan ulangi percobaan B2 dan B3. Ambil masing-masing 5 sumbu, tidak perlu setangkup.

V. DATA PENGAMATAN A. AYUNAN SEDERHANA

= 100Pecobaan I

PengukuranPanjang tali (m)t (sekon)

I0,7136,11

II35,78

III34,92

IV35,77

V35,11

Pengukuran II

PengukuranPanjang tali (cm)t (sekon)

I0,6032,68

II32,68

III32,61

IV32,74

V32,70

Pengukuran III

PengukuranPanjang tali (cm)t (sekon)

I0,5029,54

II29,51

III29,74

IV29,50

V29,64

B. AYUNAN FISIS = 100

Berat Pemberat dan baut = 1400 gr

T didapat setelah 20 kali ayunan

Pengukuran I


I0,6435,36

II35,18

III35,29

IV35,26

V34,92

Pengukuran II


I0,5034,19

II34,13

III34,41

IV34,23

V34,23

Pengukuran III


I0,4733,95

II33,80

III34,20

IV34,26

V33,06

VI. PERHITUNGAN

A. Menentukan percepatan gravitasi (g) dari ayunan sederhana

Percobaan I

a. Untuk L = 71 cm

Diketahui : Panjang tali ( L)

= 71 cm = 0,71 m

T untuk 20 kali getaran= 36,11 s

T untuk 1 kali getaran = 36,11s / 20

= 1,8055 s 2

= 9,87

Ditanya :

g.?

Jawab :

T =

T2=

g=

g = =

g = 8,59

Dengan cara yang sama diperoleh data :

L (m)T dalam 20 kali getaran T (s)T2 (s)g (m/s2)

0,71

36,111,8063,2628,59

35,781,7893,2008,76

34,921,7463,0489,12

35,771,7883,1978,77

35,111,7563,0849,09

=3,158

Percobaan II


0,60

32,681,6342,6708,87

32,681,6342,6708,87

32,611,6302,6578,92

32,741,6372,6798,84

32,701,635 2,6738,86

=2,670

Pecobaan III


0,50

29,541,4772,1829,05

29,511,4762,1799,06

29,741,4872,2118,93

29,501,475 2,1769,07

29,641,482 2,1968,99

=2,189

Grafik data untuk ayunan sederhana

L (m)(s)

0,71=3,158

0,60=2,670

0,50=2,189

B. Menentukan Percepatan Gravitasi (g) dengan Ayunan Fisis

Percobaan Ia. Untuk L = 64 cm = 0,64 mDiketahui : Panjang tali (L) = 64 cm = 0,64 m

T untuk 20 kali getaran= 35,36 T untuk 1 kali getaran = 1,768 s

= 9,87Ditanya : g?Hitung :

T =;

Penentuan percepatan gravitasi (g) dengan melenyapkan K, maka K kita abaikan dalam penggunaan rumus.

T =

T2=

g =

g =

g = 8,08m/s2Dengan cara yang sama diperoleh :


0,64

35,361,7683,1268,08

35,181,759 3,0948,17

35,291,7643,1128,12

35,261,7633,1088,13

34,921,7463,0498,29

=3,098

Percobaan II L (m)T dalam 20 kali getaran T (s)T2 (s)g (m/s2)

0,5034,191,7102,9246,75

34,131,7072,9146,77

34,411,7202,9566,68

34,231,7122,9316,73

34,231,7122,9316,73

=2,931

Percobaan III L (m)T dalam 20 kali getaran T (s)T2 (s)g (m/s2)

0,4733,951,6982,8836,44

33,801,6902,8566,50

34,201,7102,9246,34

34,261,7132,9346,32

33,061,6532,7326,79

=2,866

VI. RALAT

a. Ralat Percepatan Gravitasi (g)

Ayunan sederhana g untuk panjang tali 0,71 m No

18,598,87 0,280,078

28,76 0,110,012

39,120,250,062

48,77 0,10,01

59,090,220,048

g =44,33 = 0,21

Ralat nisbi = = x 100% = 1,149%

Ralat kebenaran = 100% - 1,15 % = 98,85 % g untuk panjang tali 0,60 m

No

18,878,8700,036

28,878,8700,036

38,928,870,050,0025

48,848,87 0,030,0009

58,868,87 0,010,0001

g =44,36 = 0,076

Ralat nisbi = = x 100% = 0,676%

Ralat kebenaran = 100% - 0,676% = 99,32 %

g untuk panjang tali 0,50 m

No

19,059,020,030,0009

29,060,040,0016

38,93 0,090,0081

49,07 0,050,0025

58,99-0,030,0009

g =45,10 = 0,014

Ralat nisbi = = x 100% = 0,33%

Ralat kebenaran = 100% - 0,33% = 99,67 %

Ayunan Fisis g untuk panjang tali 0,64 m

No

18,088,160,640,4100

28,170,010,0001

38,12 0,040,0016

48,13 0,030,0009

58,290,130,0169

g =40,79 = 0,43

Ralat nisbi = = x 100% = 1,72%

Ralat kebenaran = 100% - 0,33% = 98,28%

g untuk panjang tali 0,50 mNo

16,756,730,020,0004

26,770,040,0016

36,68 0,050,0025

46,73 00

56,7300

g =33,66 = 0,0045

Ralat nisbi = = x 100% = 0,22%

Ralat kebenaran = 100% - 0,22% = 99,78 %

g untuk panjang tali 0,47 mNo

16,446,48 0,04 0,0016

26,500,020,0004

36,34 0,140,0196

46,32 0,160,0256

56,79 0,310,0961

g =32,39 = 0,143

Ralat nisbi = = x 100% = 1,31 %

Ralat kebenaran = 100% - 1,31% = 98,69 %

a. Ralat Keraguan Waktu ( T )

Ayunan Sederhana

Untuk panjang tali 0,71 m No

11,8061,777 0,0290,0008

21,7890,0120,0001

31,746 0,0310,0009

41,7880,0110,0001

51,756 0,0210,0004

g =8,885= 0,0023

Ralat nisbi = = x 100% = 0,62 %

Ralat kebenaran = 100% - 0,62% = 99,38 %

Untuk panjang tali 0,60 m

No

11,6341,634 00

21,63400

31,6300,0041,6 x 10-5

41,6370,0030,9 x 10-5

51,635 0,0010,1 x 10-5

g =8,17= 2,6 x 10-5

Ralat nisbi = = x 100% = 0,00067 %

Ralat kebenaran = 100% - 0,00067 % = 99,999 %


No

11,4771,479-0,0020,4x10-5

21,476 0,0030,9x10-5

31,4870,0086,4 x 10-5

41,475 0,0041,6 x 10-5

51,482 0,0030,9 x 10-5

g =7,397= 10,2 x 10-5

Ralat nisbi = = x 100% = 4,8x10-4 = 0,00048 %

Ralat kebenaran = 100% - 0,00048 % = 99,999 %

B. Ayunan FisisUntuk panjang tali 0,64 m

No

11,7681,7600,0086,4 x10-5

21,759 0,0010,1 x10-5

31,7640,0041,6 x 10-5

41,7630,0030,9 x 10-5

51,746-0,01419,6 x 10-5

g =8,8= 28,6 x 10-5

Ralat nisbi = = x 100% = 2,15x10-3 = 0,00215 %

Ralat kebenaran = 100% - 0,00215 % = 99,99%


No

11,6341,63400

21,63400

31,630 0,0041,6 x 10-5

41,6370,0030,9 x 10-5

51,635 0,0010,1 x 10-5

g =8,17= 2,6 x 10-5

Ralat nisbi = = x 100% = 0,0698 %

Ralat kebenaran = 100% - 0,0698 % = 99,93%


No

11,6981,6930,0052,5 x 10-5

21,690 0,0030,9 x 10-5

31,710 0,01728,9 x 10-5

41,7130,0240 x 10-5

51,653 0,04160 x 10-5

g =8,464= 232,3 x 10-5

Ralat nisbi = = x 100% = 6,50 x 10-3= 0,0065 %

Ralat kebenaran = 100% - 0,0065 % = 99,99%

V. PEMBAHASANPada praktikum ayunan dan percepatan gravitasi ini kita diajak untuk mengetahui hubungan antara ayunan dan percepatan gravitasi bumi. Ayunan yang dipergunakan pada percobaan ini ada dua jenis, yaitu ayunan sederhana dan ayunan fisis. Ayunan sederhana merupakan sebuah bandul ideal yang terdiri dari sebuah partikel yang digantung pada seutas tali panjang yang ringan. Pada dasarnya percobaan dengan bandul ini tidak terlepas dari getaran, dimana pengertian getaran itu sendiri adalah gerak bolak balik secara periode 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.

Rumus yang dipergunakan untuk mencari gravitasi pada percobaan kali ini adalah

g =, dimana :

T = periode (s)

l = panjang tali (m)

( = 22/7 atau 3,14

g = percepatan gravitasi

Bandul fisis merupakan sembarang benda tegar yang digantung yang dapat berayun/bergetar/berisolasi dalam bidang vertical terhadap sumbu tertentu. Bandul fisis sebenarnya memiliki bentuk yang lebih kompleks, yaitu sebagai benda tegar.

Dalam setiap perhitungan dan pengukuran tidak ada yang pasti. Untuk memperbaiki hasil pengambilan data maupun perhitungan data itu, maka data-data tersebut perlu diralat dengan metode ralat keraguan. Keraguan ini dapat terjadi karena :

1. Ketidaktelitian praktikan dalam melakukan praktikum. Apabila terjadi sedikit saja kesalahan pengukuran, maka secara otomatis akan terjadi kesalahan pula saat kita mengerjakan perhitungan data.

2. Penguasaan materi yang kurang baik.

3. Fasilitas praktikum yang kurang memadai.

4. Kerusakan pada alat yang digunakan pada saat praktikum juga dapat mempengaruhi data percobaan.Pertanyaan:

1. Buat grafik antara panjang tali dengan kuadarat waktu

2. Tentukan g dengan rumus T = 2. Ambil harga rata-ratanya dari lima hasil perhitungan.1. Buat grafik antara waktu ayun (sebagai ordinat) dan jarak sumbu dari pusat massa (sebagai absis) dari data percobaan.

2. Letak pusat massa ditentukan dengan data-data

Berat batang 1.200 kg

Berat pemberat dan baut 4.710 kg

3. Berikan pembahasan mengenai bentuk grafik ini.

4. Dengan menggunakan rumus T=

;

Dan data-data dari dua pengukuran waktu ayun dapat ditentukan percepatan gravitasi g (dengan melenyapkan K).5. Lakukan perhitungan g dengan sekurang-kurangnya 5 pasang harga T dari harga pengamatan saudara, dan ambil harga rata-ratanya.Jawaban Pertanyaan :

1. Grafik antara panjang tali dengan kuadarat waktu sudah dibuat di lembar grafik.

2. Hasil perhitungan g dari harga rata-ratanya dari lima hasil perhitungan sudah dibuat di lembar perhitungan data.

1. Grafik antara waktu ayun (sebagai ordinat) dan jarak sumbu dari pusat massa (sebagai absis) dari data percobaan sudah dbuat di lembar grafik.

2. Letak pusat massa sudah ditentukan dalam percobaan.

3. Pada waktu jarak pusat massa 67 cm waktu yang dibutuhkan adalah 42,29s, jarak pusat massa 50 cm waktu yang dibutuhkan adalah 42,52 s, dan jarak pusat massa 80 cm waktu yang dibutuhkan adalah 43,81s. Dari hasil ini dapat kita lihat bahwa semakin dekat jarak pusat massa dengan pusat ayunan maka semakin sedikit waktu yang dibutuhkan, sedangkan untuk jarak pusat massa jauh dengan pusat ayunan akan membutuhkan waktu yang lebih banyak. Tetapi dalm data ini terjadi kesalahan sehingga tidak sesuai dengan penjelasan tadi.

4. Hasil perhitungan untuk percepatan gravitasi g (dengan melenyapkan K) sudah dibuat di perhitungan data.

5. Hasil perhitungan g dengan sekurang-kurangnya 5 pasang harga T dan mengambil harga rata-ratanya sudah dibuat di lembar perhitungan.VI. KESIMPULAN

Dari data-data diatas dapat ditarik beberapa kesimpulan, diantaranya adalah sebagai berikut :

a). Pada dasarnya percobaan dengan bandul ini tidak terlepas dari getaran, dimana pengertian getaran itu sendiri adalah gerak bolak balik secara periode melalui titik kesetimbangan.b). 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.DAFTAR PUSTAKA

Kanginan, Marthen, 1988, Ilmu Fisika, Erlangga, Jakarta.

Sulistyo, dkk, 1992, Intisari Fisika, Pustaka Setia, Bandung.

Wibawa Satria, I Made, 2009, Penuntun Praktikum Fisika Dasar 2. Laboratorium F. MIPA Universitas Udayana, Denpasar.

Sears Zemansky, Fisika untuk Universitas II Listrik, magnet, Bina Cipta, Jakata

Anshory Irfan, Achmad Hiskia. Kimia 3, Erlangga, 2000, Jakarta

Oxtoby, Gillis, Nachtrieb, Suminar (alih bahasa), 2001, Prinsip-PrinsipKimia Modern edisi 4 jilid 1, Erlangga, Jakarta.

Giancoli,D.c, Yuhilsa hanum (Alih bahasa), 2001, Fisika edisi kelima jilid 1, Erlangga, Jakarta.

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED MSGraph.Chart.8 \s

_1351366777.unknown

_1351369629.unknown

_1351370780.unknown

_1351372765.unknown

_1351425540.unknown

_1351425646.unknown

_1351426451.unknown

_1351426481.unknown

_1351443543.xls

_1351426390.unknown

_1351425577.unknown

_1351373434.unknown

_1351373445.unknown

_1351373317.unknown

_1351372706.unknown

_1351372743.unknown

_1351372755.unknown

_1351372733.unknown

_1351372400.unknown

_1351372695.unknown

_1351371525.unknown

_1351370191.unknown

_1351370227.unknown

_1351370268.unknown

_1351370428.unknown

_1351370242.unknown

_1351369660.unknown

_1351370007.unknown

_1351368359.unknown

_1351368506.unknown

_1351369557.unknown

_1351368479.unknown

_1351367511.unknown

_1351367590.unknown

_1351367477.unknown

_1351363789.unknown

_1351364810.unknown

_1351366083.unknown

_1351366171.unknown

_1351365963.unknown

_1351366027.unknown

_1351363891.unknown

_1351364717.unknown

_1351363848.unknown

_1320429032.unknown

_1350670213.unknown

_1351161437.unknown

_1351362852.unknown

_1351363233.unknown

_1350670224.unknown

_1350883035.unknown

_1350491058.unknown

_1350669892.unknown

_1350491069.unknown

_1350491047.unknown

_1320371156.unknown

_1320371158.unknown

_1320371165.unknown

_1320371166.unknown

_1320371157.unknown

_1320371131.unknown

_1320371155.unknown

_1300450760.unknown

_1319720160.unknown

_1088153246.unknown

(Contoh 2) Ayunan Dan Percepatan Gravitasi

Documents

Transcript of (Contoh 2) Ayunan Dan Percepatan Gravitasi