KELENTINGAN TUMBUKAN KELERENG PADA LANTAI KERAMIK

RESILIENCE OF COLLISION THE MARBLE AGAINT CERAMIC FLOOR

Ainul Ibnu Khotob1, Dita Destyanti2, Zainal Bachrudin3

Fakultas Sains dan Matematika, Universtas Dipomegoro, Semarang

ABSTRAK

Praktikum kelentingan tumbukan kelereng terhadap keramik merupakan percobaan yang bertujuan untuk menghitung nilai koefisien restitusi( kelentingan ) tumbukan sebuah kelereng terhadap lantai keramik. Percobaan dilakukan dalam lima siklus percobaan. Hal yang membedakan untuk setiap siklus adalah ketinggian jatuhan kelereng yang digunakan.Variasi ini berguna untuk mencari hubungan antara ketinggian jatuhan dengan ketinggian pantulan dari kelereng.

Hasil yang didapat dari percobaan kemudian diolah dalam 2 metode, yakni metode perhitungan ralat, dan metode grafik.Dari hasil metode perhitungan ralat, didapat nilai koefisien restitusi sebesar (0.86 + 0.98 x 10 -3).Dan dari metode grafik didapat nilai koefisien restitusi sebesar (0.848 ± 0.66 x 10-2).Hasil dari kedua metode perhitungan tersebut dapat diketahui bahwa tumbukan kelereng terhadap lantai tergolong tumbukan tidak lenting sempurna, karena nilai koefisien restitusi (e) < 1.

Kata kunci :koefisien restitusi, tumbukan, ketinggian jatuhan, ketinggian pantulan

ABSTRACT

Practicum resilience collision of the marbles against ceramic floor is an experiment that aims to calculate the value of the coefficient of restitution (resilience) collision on a ceramic floor. The experiments were conducted in five cycles of the experiment. The distinguishes for each cycle is height of falling of marbles that used. This variation is useful for finding the relationship between the height of falling and the height of the reflection of the marbles.

The results of the experiments then processed in the two methods, that methods are the error calculation method, and graphical method. From the results of the of error calculation method, the coefficient of restitution that obtained is (0.86 + 0.98 x 10 -3). And the value that obtained from the graphical method for coefficient of restitution is (0848 ± 0.66 x 10-2). The results of the two methods of calculation can be seen that the collision of marbles on the floor is not a perfect resilience collisions, because the value of the coefficient of restitution (e) <1.

Keywords: coefficient of restitution, collision, falling height, the height of the reflection

PENDAHULUAN

Ilmu fisika merupakan cabang ilmu pengetahuan yang cakupan aplikasinya luas dalam kehidupan. Luasnya cakupan ilmu fisika, membuat fisika menjadi salah satu ilmu pengetahuan yang paling berpengaruh di dunia.Hampir semua sektor kehidupan seperti kedokteran, industri, tata bangunan, telekomunikasi, hingga transportasi menggunakan ilmu dan hukum – hukum fisika.Melihat dari pentingnya peran fisika dalam kehidupan, maka amatlah penting untuk mempelajari dan memahami fisika. Salah satu cara yang efektif untuk dapat memahami fisika adalah melalui percobaan atau praktikum.

Cabang ilmu fisika yang banyak di temukan aplikasinya dalam kehidupan adalah mekanika.Mekanika mempelajari semua hal yang bergerak mulai dari benda – benda besar, hingga partikel dan atom.Salah satu yang dipelajari dalam mekanika adalah Impuls dan momentum, yang salah satu kasus di dalamnya adalah tumbukan (collision).Peristiwa tumbukan banyak sekali contohnya, dan tumbukan kelereng terhadap lantai merupakan salah satu yang paling sederhana.Dari hal inilah praktikan tertarik untuk melakukan percobaan tentang tumbukan kelereng terhadap lantai.

Praktikum ini bertujuan untuk mengetahuin nilai koefisien restitusi (kelentingan) dari tumbukan kelereng pada lantai keramik. Untuk mengetahui hubungan ketinggia jatuhan terhadap ketinggian pantulan, maka praktikan melakukan percobaan dengan 8 variasi jatuhan yakni 0.3m, 0.4m, 0.5m, 0.6m, 0.7m, 0.8m, 0.9m, dan 1,0 m.

METODE PERCOBAAN

Percobaan dilakukan dalam delapan siklus percobaan dengan variasi ketinggian jatuhan. Pada setiap siklus percobaan, dilakukan pengulangan sebanyak 5 kali, ini bertujuan untuk mendapatkan hasil yang akurat.

Alat

Alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah roll meter dan selotip. Roll meter yang digunakan memiliki ketelitian 0.5 mm berfungsi untuk mengukur ketinggian atau jarak. Selotip berfungsi untuk merekatkan roll meter pada dinding.

Bahan

Bahan yang digunakan adalah kelereng kecil yang memiliki diameter 1 cm dan terbuat dari bahan kaca.

Persiapan percobaan

Langkah pertama saat memulai percobaan adalah merekatkan roll meter pada dinding. Penempelan roll meter ini dilakukan secara vertical dengan skala nol berada di dasar dinding atau sejajar dengan permukaan lantai.

Percobaan

Setelah persiapan selesai dilakukan selanjutnya praktikan melakukan percobaan dengan menjatuhkan kelereng dari ketinggian tertentu. Setelah kelereng memantul, selanjutnya praktikan mencatat ketinggian pantulan yang dicapai kelereng. Praktikum diulangi sebanyak 5 kali untuk setiap ketinggian jatuhan. Setelah melakukan pengulangan, selanjutnya praktikan melakukan percobaan dengan 8 variasi ketinggian jatuhan.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Percobaan

Pada saat kelereng ditempatkan pada ketinggian tertentu, kelereng memilki energy potensial. Energi potensial ini timbul akibat posisi dari kelereng tersebut. Ketika kelereng dijatuhkan, energi potensialdiubah menjadi energi kinetik, ini menyebabkan kelereng bergerak ke bawah dengan percepatan konstan yang nilainya sama dengan percepatan gravitasi. Perubahan energi potensial menjadi energi kinetic ini terjadi secara berangsur-angsur seiring dengan perubahan ketinggian dari kelereng yang jatuh tersebut. Kecepatan kelereng mencapai maksimal saat kelereng tepat menyentuh lantai. Pada saat tersebut seluruh energi potensial telah diubah

menjadi energi kinetic. Saat kelereng menumbuk lantai, maka kelereng akan mendapat kecepatan pengembalian dengan arah vertical ke atas sebagai aplikasi dari hokum kekekalan momentum. Kecepatan pantulan yang dialami kelereng umumnya lebih kecil dari kecepatan awal keleren sebelum menumbuk lantai, ini dikarenakan sebagianenergi kinetic kelereng diuah menjadi energi panas dan energi bunyi. Kelereng yang bergerak vertical ke atas, kemudian mengalami perlambatan akibat arahnyayang berlawanan dengan percepatan gravitasi. Perlambatan lama-kelamaan menyebabkan kecepatan kelereng berkurang dan akhirnya mencapai nol. Pada saat kecepatan kelereng sama dengan nol inilah, kelereng berada dalam ketinggian pantulan maksimum.

Data Percobaan

Tabel 4.1 data hasil percobaan

No.Ketinggian jatuhan (h)

(m)Ketinggian pantulan (h’) (m)

P-1 P-2 P-3 P-4 P-51 0.30 0.23 0.22 0.23 0.23 0.232 0.40 0.30 0.30 0.31 0.31 0.303 0.50 0.37 0.38 0.38 0.36 0.374 0.60 0.44 0.45 0.41 0.45 0.465 0.70 0.52 0.53 0.52 0.52 0.526 0.80 0.59 0.58 0.60 0.57 0.587 0.90 0.65 0.65 0.67 0.66 0.668 1.00 0.73 0.74 0.73 0.72 0.73

Pengolahan data

Setelah didapatkan data hasil percobaan, praktikan selanjutnya mengolah data tersebut dalam 2 metode pengolahan, yakni metode perhitungan ralat dan metode grafik.

Metode Perhitungan Ralat

Metode Perhitungan ralat dilakukan dalam 3 langkah perhitungan, yakni ralat pengamatan, ralat rambat, dan ralat bobot. Dari metode ralat ini, didapat

nilai koefisien restitusi sebesar (0.86 + 0.98 x 10 -3).

Metode Grafik

Selain menggunakan metode perhitungan ralat, praktikan juga melakukan pengolahan data melalui metode grafik. Dari metode grafik didapat nilai koefisien restitusi sebesar (0.848 ± 0.66 x 10-2).

0.547722557505166

0.632455532033676

0.707106781186548

0.774596669241483

0.836660026534076

0.894427190999916

0.948683298050514 10

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

grafik (h)^0.5 berbanding (h')^0.5Linear (grafik (h)^0.5 berbanding (h')^0.5)

Gambar 4.1 Grafik hubungan √h berbanding dengan √h '

KESIMPULAN

Dari percobaan kelentingantumbukan kelereng pada lantai keramik ini dapat disimpulkan bahwa

1. Percobaan kelentingan tumbukan

kelereng pada lantai keramik dapat

digunakan untuk menghitung nilai

koefisien restitusi tumbukan kelereng

pada lantai keramik

2. Besarnya ketinggian jatuhan

kelereng berbanding lurus dengan

besarnya ketinggian pantulan

3. Dari hasil percobaan didapat nilai

koefisien restitusi :

Metode perhitungan ralat :

(0.860 0.978 x 10 -3)

Metode grafik :

(0.848 ± 0.66 x 10-2)

DAFTAR PUSTAKA

Abdullah, Eng.Mikrajudin.2007. Diktat Fisika Dasar I Edisi Revisi.Bandung: Institut Teknologi Bandung

Alonso.1980.Dasar-dasar Fisika Universitas, Jilid 1: Mekanika dan Termodinamika (Terjemahan).Jakarta : Erlangga

Giancoli.2000.Fisika Edisi Kelima.Jakarta:Gramedia

Halliday-Resnick.1977.Fisika I Edisi ketiga.Jakarta:Erlangga

Sears-Zemansky.1982.Fisika untuk Universitas (Terjemahan).Jakarta: Gramedia

Young, Hugh D.2002. Fisika Universitas, Jilid I. Jakarta : Erlangga