Olimpiade Sains Nasional 2008

Eksperimen Fisika

Hal 1 dari 6

Solusi Nama: Asal Sekolah:Catatan Jangan lupa tulis satuan dan menulis angka penting yang sesuai! Eksperimen I I.1. I.5. Massa batang, m = 0.1616 kg Tabel 1, Pengamatan I (Bandul fisis tanpa beban) No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 I.6. Lubang A B C D E F G H I J K L M N O P Q Jarak d (cm) 1.5 4.0 6.5 9.1 11.5 14.1 16.5 19.0 -24.0 26.5 29.0 31.5 34.0 36.5 39.0 41.5 20 T (s) 20.66 20.43 20.00 19.90 20.03 21.34 23.60 31.47 -32.65 24.16 21.31 20.09 19.84 19.94 20.53 21.03 20.96 20.35 20.09 19.69 20.06 21.41 23.85 31.65 -32.63 24.41 21.19 20.35 2-.19 20.19 20.66 21.03

No Peserta: Provinsi:

T (s)1.04 1.02 1.00 0.99 1.00 1.07 1.19 1.58 -1.63 1.21 1.06 1.01 1.00 1.00 1.03 1.05

Kurva T vs d (di kertas grafik) Jangan lupa cantumkan besaran dan satuan pada grafik!

Olimpiade Sains Nasional 2008

Eksperimen Fisika

Hal 2 dari 6

1.6

1.5

1.4

T (s)

1.3

1.2

1.1

1.0

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

d (m)Gambar 4, Grafik Perioda vs jarak

Olimpiade Sains Nasional 2008

Eksperimen Fisika

Hal 3 dari 6

I.7. Cara menentukan perioda minimum dari grafik adalah mencari perioda minimum dari grafik T vs d. Terlihat bahwa nilai minimum perioda ada dua nilai. Diperoleh Tmin = 0.95 sh11 h12 h21 h22

l1 l21.0

min 2k0.0 0.1 0.2

min

PM

0.3

0.4

d (m)Gambar 5, Cara menentukan perioda minimum, jari-jari gari dan panjang ekivalen Cara menentukan jari-jari girasi dari grafik adalah dengan menentukan jarak antara dua nilai perioda minimum, seperti ditunjukkan Gambar 5, yaitu k = (0.340 0.090) m = 0.125 m Cara menentukan momen inersia pusat massa dari grafik ini adalah dengan memanfaatkan persamaan I pm = mk 2 = (0.1616 x 0.125) kg m2 = 0.0202 kg m2.

Dari grafik diperoleh: Perioda minimum, Jari-jari girasi,Tmin k

= 0.95 s = 0.125 m = 0.0202 kg m

Momen inersia pusat massa, I pm I.8.

Cara menentukan panjang ekivalen bandul matematis dari sistem ayunan fisis ini adalah: dengan menentukan selisih jarak antara dua kondisi batang yang memiliki perioda yang sama. Tabel penentuan panjang ekivalen l ( l1 : panjang ekivalen untuk penentuan pertama, l2 : panjang ekivalen untuk penentuan kedua) dihitung dari grafik T vs d

I.9.

Olimpiade Sains Nasional 2008

Eksperimen Fisika

Hal 4 dari 6

Tabel 2, Perioda bandul, panjang ekivalen, jari-jari girasi dan percepatan gravitasi No 1 2 3 4 5 6

T (s) 1.001.01 1.02 1.03 1.04 1.05

h11 (m) 0.1640.176 0.186 0.198 0.208 0.215

h21 (m) 0.1200.112 0.104 0.099 0.095 0.092

h12 (m) 0.0900.082 0.076 0.071 0.067 0.063

h22 (m) 0.1330.147 0.159 0.169 0.178 0.187

l k (m) (m) 0.254 0.12480.259 0.1251 0.263 0.1245 0.269 0.1248 0.274 0.1249 0.279 0.1246

k (m) 0.0001

g (m/s2) 10.010.1 10.2 10.3 10.4 10.5 10.2

g (m/s2) 0.230.14 0.08 0.05 0.16 0.23 0.15

0.0003 0.0003 0.0000 0.0001 0.0002 0.0002

Rata-rata 0.1248

I.10.

Percepatan gravitasi, Jari-jari girasi,

gk

= 10.2 0.2 m/s2 = 0.1248 0.0002 m = 0.002520 0.000008 kg m2

Momen inersia pusat massa, I pm

Eksperimen II II.1. Massa batang, Massa beban tambahan, Massa total, II.2. II.4.No

m M X pm

= 0.1616 kg = 0.1040 kg = 0.283 m

m + M = 0.2656 kg

Titik pusat massa,

Tabel pengamatan dan perhitunganLubang

h(cm)

20 T (s)

20 T (s)

T(s)

g (m/s2)

g(m/s )2

I (kg m2)

I pm(kg m )2

I pm(kg m2)

1 2 3 4 5 6 7

A B C D E F G

27.8 25.3 22.7 20.4 17.8 15.2 12.8

23.38 22.71 22.00 21.66 21.35 21.06 20.84

23.41 1.17 22.78 1.14 22.04 1.10 21.62 1.08 21.38 1.07 21.13 1.05 20.94 1.04

-9.86 9.66 9.95 10.16 10.12 9.99 0.16 0.35 0.07 0.14 0.11 0.03

0.0256 0.0220 0.0185 0.0161 0.0137 0.0114 0.0094

0.0051 0.0050 0.0049 0.0050 0.0053 0.0053 0.0051

0.0000 0.0001 0.0003 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001

Olimpiade Sains Nasional 2008

Eksperimen Fisika

Hal 5 dari 6

8 9 10 11 12 13 14 15

H I J K L M N O

10.3 7.8 5.4 2.8 -2.2 4.7 7.1

21.47 22.75 25.84 33.96 -37.85 26.97 26.97

21.60 1.08 22.75 1.14 25.78 1.29 33.93 1.70 ---

10.09 10.06 10.11 10.08 -10.05 10.05 10.03

0.07 0.04 0.09 0.06 -0.03 0.02 0.02 0.09

0.0080 0.0068 0.0061 0.0054 -0.0053 0.0058 0.0065 --

0.0052 0.0052 0.0053 0.0052 -0.0052 0.0052 0.0051 0.0051

0.0000 0.0000 0.0001 0.0001 -0.0000 0.0000 0.0000 0.0001

37.78 1.89 26.94 1.35 26.94 1.16

Rata-rata: 10.01 Catatan

Momen inersia tidak bisa di-ratarata-kan, karena nilainya berbeda-beda untuk setiap poros! II.5. Percepatan gravitasi,

g

= 10.01 0.09 m/s2 = 0.0051 0.0001 kg m2

Momen inersia pusat massa, I pm II.6. Grafik I vs h 2 diperoleh sbb:0.0300

0.0250

y = 0.263x + 0.0052 R = 0.99982

0.0200 I (kg m^2)

0.0150

0.0100

0.0050

0.0000 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 h^2 (m^2)

Dari grafik diperoleh momen inersia pusat massa adalah t: I pm = 0.0052 kg m2

Olimpiade Sains Nasional 2008

Eksperimen Fisika

Hal 6 dari 6

Terlihat bahwa hasil ini sama dengan yang diperoleh dari perhitungan II.5, yaitu I pm = (0.0051 0.0001) kg m2