A. Teori Dasar1. Gravitasi

Adalah gaya tarik menarik yang terjadi antara semua partikel yang mempunyai massa di dalam alam semesta. Fisika modern mendeskripsikan gravitasi menggunakan teori Relavitas umum dari Einsten, namun hukum gravitasi universal Newton yang lebih sederhana merupakan lampiran yang cukup akurat dalam kebijakan kasus.2. Percepatan Gravitasi

Suatu objek yang berada pada permukaan laut dikatakan ekivalen yang didefinisikan memilki percepatan gravitasi sebesar 9,80665 m/s2. Percepatan di tempat lain seharusnya dikonveksi dari nilai ini yang sesuai dengan ketinggian dan juga pengaruh benda- benda bermassa yang ada di sekitar. Umumnya digunakan nilai 9,8 m/s2 untuk mudahnya.

Nilai percepatan gravitasi diperoleh dari perumusan umum gaya gravitasi antara dua benda (obyek dan bumi), yaitu:

dimana :

G = konstanta gravitasi

M = massa bumi

m = massa objek

r = jarak antara titik pusat massa bumi dengan tititk pusat massa objekNilai percepatan gravitasi bumi (g) dapat diukur dengan berbagai metode. Bentuk-bentuk paling sederhana, misalnya menggunakan pegas atau bandul yang diketahui konstantanya. Dengan melakukan pengukuran dapat ditentukan nilai percepatan gravitasi di suatu tempat, yang umumnya berbeda di tempat lain.

Dalam bidang fisika bumi dikenal pula metode gravitasi yaitu suatu metode pengukuran perbedaan percepatan gravitasi suatu tempat untuk memperkirakan kandungan tanah yang berada di bawah titik pengukuran. Dengan cara ini dapat diduga (bersama-sama dengan pemanfaatan metode fisika bumi lainnya). Struktur dan juga unsur-unsur pembentukan lapisan tanah yang tersusun atas elemen yang memiliki rapat massa yang berbeda.3. Bandul Matematik

Bandul sederhana adalah keadaan khusus dari suatu bandul fisis, dimana massanya dianggap sebagai sebuah titik partikel yang terletak pada pusat massanya. Sebuah sistem bandul matematik atau bandul sederhana terdiri atas sebuah benda bermassa m yang dimensinya kecil sehingga dapat dianggap sebagai partikel berupa titik yang digantungkan pada seutas tali (yang tidak mulur dan massanya dapat diabaikan) membentuk sistem ayunan seperti pada gambar 1.1. Bila bandul disimpangkan dengan sudut maka akan terdapat gaya pemulih sebesar :

keterangan :

F = Gaya (Newton)

m = massa (kg)

g = gravitasi (m/s2)

Gambar 1.1 Bandul Matematik

Jika bandul berayun dengan sudut simpangan yang kecil ( < 10) maka gerak ayunan ini dapat dianggap sebagai getaran selaras maka sin = x/l sehingga persamaan dapat diubah menjadi

Dengan memasukkan nilai ke persamaan, akan kita peroleh persamaan periode untuk bandul sederhana :

4. Periode (T)

Benda yang bergerak harmonis sederhana pada ayunan sederhana memiliki periode atau waktu yang dibutuhkan benda untuk melakukan getaran secara lengkap.Benda melakukan getaran secara lengkap apabila benda mulai bergerak dari titik dimana benda tersebut dilepaskan dan kembali lagi ke titik tersebut.

Jadi periode ayunan (T) adalah waktu yang diperlukan benda untuk melakukan satu getaran sempurna (disebut satu getaran jika benda bergerak dari titik dimana benda mulai bergerak dan kembali lagi ketitik tersebut). Satuan periode adalah sekon atau detik

Dimana rumus sering ditulis :

Keterangan :

T = Periode (s)

= 22/7 atau 3,14

= panjang tali (m)

= percepatan gravitasi = 9,8 m/s2 atau 10 m/s2

5. Frekuensi (f)

Selain periode, terdapat juga frekuensi atau banyaknya getaran yang dilakukan oleh benda selama satu detik.Yang dimaksud dengan getaran disini adalah getaran lengkap.

Frekuensi dari getaran selaras ayunan sederhana dapat dinyatakan :

keterangan :

g = percepatan gravitasi bumi (m/s2)

l = panjang tali (m)

Satuan frekuensi adalah 1/sekon atau s-1 disebut juga hertz, menghargai seorang fisikawan.

6. Hubungan Periode dan Frekuensi

Frekuensi adalah banyaknya getaran yang terjadi selama satu detik/sekon. Sedangkan waktu yang dibutuhkan untuk melakukan satu getaran adalah periode. Sehingga dapat dituliskan secara matematis:

Percepatan gravitasi belum dapat diukur secara langsung pengukurannya dapat melalui eksperimen dengan memanfaatkan rumusan suatu konsep yang digunakan untuk mengukur percepatan gravitasi contohnya ayunan sederhana.

Ayunan sederhana dapat memiliki yang memenuhi persamaan :

Dari persamaan tersebut periode diatas dapat dilihat adanya unsur besaran percepatan gravitasi (g). apabila T dan I diketahui maka g dapat dhitung :

SHAPE \* MERGEFORMAT

Jadi untuk mengukur percepatan gravitasi (g) di atas. Dapat dilakukan melalui bandul fisis, yaitu suatu beban diikat dengan benang sepanjang l digunakan pada statif kemudian diayunkan sebanyak 10 ayunan. Lalu periode dapat diukur dengan waktu pada 10 ayunan sehingga berlaku :

Dimana,

T= Periode, s t=Waktu 10 ayunan, s

QUOTE

mg

QUOTE

5