LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR MODUL 5 GERAK HARMONIK SEDERHANA ‘
KELOMPOK
:7
NAMA ANGGOTA
: - Lulu Labida (031) - Trian Bintapur (032) - Bobby A. Palem (033) - Rommy Adithya Mirhadi (034) - Adinda Nurfadillah (035)
TANGGAL/JAM
: 6 November 2009/13.00-15.00 wib
ASISTEN
: Jeihan V. Allisa
TEKNIK DAN MANAJEMEN INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN UNIVERSITAS PADJAJARAN 2009
BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Dalam kehidupan sehari-hari kita sering tidak menyadari banyak penerapan penerapan Gerak Harmonik Sederhana, antara lain: sistem pegas dalam ayunan bayi, dalam spring bed, dan dalam penggunaan pegas lainnya, sistem bandul pada ayunan di taman kanak-kanak, dan sebagainya. Dalam GHS juga dikenal istilah gerak periodik yang artinya gerak berulang/ berosilasi melalui titik setimbang dalam interval waktu tetap. Sedangkan GHS sendiri pengertiannya adalah gerak periodik/berulang-ulang suatu partikel melalui titik kesetimbangan dan lintasan yang ditempuh selalu tetap. GHS dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu:
Gerak harmonik sederhana angular pada bandul atau osilasi ayunan torsi.
Gerak harmonik sederhana linier pada gerak osilasi air raksa atau air dalam pipa U dan gerak horizontal/vertical pada pegas, dan sebagainya.
Pada praktikum kali ini para mahasiswa melakukan uji pada system pegas, sehingga mahasiswa dapat memperoleh sendiri ketetapan pegas dan besar gravitasi yang ada melalui data yang diperoleh dari percobaan.
1.2
Tujuan
Agar setelah melakukan praktikum ini mahasiswa diharapkan mampu untuk:
Mengungkapkan Hukum Hooke.
Menyelesaikan soal-soal Gerak Harmonik Sederhana.
Menentukan tetapan pegas dan masa efektif pegas dengan melaksanakan percobaan ayunan pegas yang dibebani.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Gerak periodik adalah gerak berulang/berosilasi melalui titik setimbang dalam interval waktu tetap. 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:
GHS Linier misalnya : penghisap dalam silinder gas, gerak osilasi air raksa/air dalam pipa U, gerak horisontal/vertikal dari pegas, dsb.
GHS Angular misalnya : gerak bandul/bandul fisis, osilasi ayunan torsi, dsb.
Dinamika GHS adalah menganalisis GHS dari gaya penyebabnya misal pegas pengaruh gaya Hooke, bandul pengaruh gaya berat, dsb. Hukum Newton dapat diaplikasi untuk mengetahui persamaan gerak dari GHS. Energi pada GHS terdiri atas energi kinetik, energi potensial dan energi total. Beberapa contoh Gerak Harmonik: o
Gerak harmonik pada bandul Sebuah bandul adalah massa(m) yang digantungkan pada salah satu ujung tali dengan panjang l dan membuat simpangan dengan sudut kecil.
o
Gaya yang menyebabkan bandul ke posisi kesetimbangan dinamakan gaya pemulih yaitu mg sin.
o
Gerak harmonik pada pegas.
Sistem pegas adalah sebuah pegas dengan konstanta pegas(k) dan diberi massa pada ujungnya dan diberi simpangan sehingga membentuk gerak harmonik. Gaya yang berpengaruh pada sistem pegas adalah gaya Hooke yaitu: F = −kx
BAB III METODE PRAKTIKUM
3.1
Alat dan Bahan
Alat:
Statip
Skala pelengkap statif
Pegas spiral
Tabung tempat menaruh beban
Stopwatch
Kalkulator
Bahan:
3.2
Tabung tempat menaruh beban
Seperangkat beban (10 buah)
Kertas grafik
Prosedur Praktikum
a. Percobaan Menentukan Tetapan Pegas.
Gantungkan pegas pada statip lalu gantungkan tabung kosong dibawahnya. Tariklah tabung itu sedikit kebawah kemudian lepaskan. Catatlah waktu yang diperlukan untuk 10 getaran.
Ulangi pengukuran itu dengan menambahkan 2 keping beban setiap kali, hingga terakhir 10 keping beban digunakan.
Olah data sesuai dengan tabel yang tersedia.
Timbanglah masing-masing beban dan juga pegas, catat hasil pada tabel data. 2
Buat grafik antara T terhadap massa total beban yang digunakan.
Tentukanlah nilai rata-rata tetapan pegas dari grafik diatas lengkap dengan ketidakpastiannya.
b. Percobaan menentukan percepatan gravitasi
Aturlah skala sedemikian hingga jarum menunjuk pada bagian skala itu. Catatlah berturut-turut penunjukkan jarum ketika tabung kosong, kemudian ditambah satu persatu hingga beban ke 10 lalu dikurangi hingga tabung kosong kembali.
Buat grafik antara simpangan dengan massa beban.
Tentukan percepatan gravitasi dari grafik.
Bandingkan hasil anda dengan dengan literature gravitasi yang ada dimana 2
menurut pengukuran, percepatan gravitasi di Bandung adalah 9,78 m/s
Berikan ulasan dan saran.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1
Hasil
Data: -3
-3
m pegas = 9,95 . 10
kg
member = 63,60 . 10
-3
kg
m2
= 7,3 . 10
-3
kg
m4
= 6,9 . 10
-3
kg
m6
= 6,6 . 10
-3
kg
m8
= 7,2 . 10
-3
kg
m10
= 7,7 . 10
m1
= 6,6 . 10
m3
= 6,9 . 10
m5
= 6,6 . 10
m7
= 7,1 . 10
m9
= 7,3 . 10
kg
-3
kg
-3
kg
-3
kg
-3
kg
-3
kg
Tabel 1 T(10T) ± …(s)
T = t/10 (s)
T (s )
63,60 . 10
6,2
0,62
0,3844
-
6,6
0,66
0,4386
-
7,2
0,72
0,5184
-
7,7
0,77
0,5929
-
7,9
0,79
0,6241
-
8,3
0,83
0,6889
Beban
m ± .....(kg)
member member + … + m2
77,5 . 10
member + … + m4
91,3 . 10
member + … + m6
104,5 . 10
member + … + m8
118,8 . 10
member + … + m10
133,8 . 10
-
2
Grafik T terhadap mtotal:
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0 0
20
40
60
Dari data pada table 1 diperoleh: â = -0,25 b = 9,18
b =
k =
=
4
2
k 4
2
b 4
2
9,18
k = 4,29
80
100
120
140
160
a) â =
4
2
m pegas
k
m pegas
= a
=
k 4
2
0,25
4,29 4
2
=
a) m pegas
= 0,027 kg
b) Teori
→ massa efektif ...................... massa sebenarnya
c) Hasil praktikum
→ massa efektif ...................... massa sebenarnya -2
X(ember) = X0 = (11,7 . 10 ± .....)m
Beban
F = m.g(N) -
m1
6,6 . 10
m1 + m2
13,9 . 10
m1 + m2 + m3
20,8 . 10
m1 + … + m4
27,7 . 10
m1 + … + m5
34,3 . 10
m1 + … + m6
40,9 . 10
m1 + … + m7
48 . 10
m1 + … + m8
55,2 . 10
m1 + … + m9
62,5 . 10
m1 + … + m10
70,2 . 10
X+ (m)
X- (m) -
12,5 . 10
-
13,5 . 10
-
14,5 . 10
-
15,5 . 10
-
16,5 . 10
-
17,3 . 10
-
18,4 . 10
-
19,2 . 10
12,5 . 10 -
13,5 . 10
-
14,5 . 10
-
15,5 . 10
-
16,5 . 10
-
17,3 . 10
-
(m)
18,4 . 10 -
19,2 . 10
-
20 . 10
-
21 . 10
-
20 . 10
-
21 . 10
-
12,5 . 10
-
13,5 . 10
-
14,5 . 10
-
15,5 . 10
-
16,5 . 10
-
17,3 . 10
-
18,4 . 10
-
∆X=-X0
-
0,8 . 10
-
1,8 . 10
-
2,8 . 10
-
3,8 . 10
-
4,8 . 10
-
5,6 . 10
-
6,7 . 10
19,2 . 10
-
7,5 . 10
-
8,3 . 10
-
9,3 . 10
-
20 . 10
-
21 . 10
-
Grafik x terhadap m beban :
25
20
15
10
5
0 0
10
20
30
40
50
Dari data diatas, didapat perhitungan regresi yaitu: -3
â = 2,4.10 b = 1,97
F
= -k.x
m.g = -k.x g
= -k.x m
-k.x = g.m
g
x
y
b. x
b
g k
k
m
60
70
80
g = b.k
= 1,97. 4,29 2
= 8,45 m/s
Bandingkan dengan literature : 2
Data berdasarkan literature = 9,78 m/s
2
Data yang kami peroleh berdasarka hasil pengamatan kami adalah 8,45 m/s ( mendekati literature )
4.2. Pembahasan
Gaya gravitasi yang kami peroleh tidak sesuai drngan literature melainkan hanya mendekati.Hal ini disebabkan karena kekurangtelitian kami saat melakukan praktikum. Dari percobaan kali ini, kita dapat menghitung sendiri besar konstanta pegas dan dapat membandingkan massa efektif dengn massa sebenarnya. Selain itu, kita dapat mencari besar gravitasi kemudian membandingkannya dengan literature yang ada. Dalam percobaan ini, perhitungan dilakukan dengan cara regresi dan juga cara manual. Hasil yang baik akan diperoleh jika melakukan pengukuran dengan teliti karena kesalahan 1 data saja mengakibatkan hasil perhitungan yang salah pula. Selain itu, grafik 2
yang diperoleh adalah grafik linier antara massa beban terhadap kuadrat dari periode(T ), dan juga grafik antara panjang pegas rata-rata(∆X) terhadap massa beban. Dalam mencari gravitasi, hasilnya diharapkan mendekati dengan literature yang 2
ada (percepatan gravitasi di Bandung adalah sekitar 9,78 m/s ).
V. PENUTUP 5.1.Kesimpulan
Grafik yang diperoleh berdasarkan data merupakan grafik linear
Gaya berbanding lurus dengan beban yang diberikan pada pegas
5.2. Saran
Agar data yang diperoleh lebih akurat,alangkah lebih baik jika peralatan yang digunakan dalam keadaan baik . Dalam menghitung besar periode dari setiap penambahan atau pengurangn beban diperlukan ketelitian dalam menghitung waktu, begitu juga ketika mengukur pertambahan panjang pegas setiap penambahan atau pengurangan beban. Alat yang digunakan dalam menimbang massa pegas kurang efektif karena ketika pengukuran dilakukan, tiupan angin mempengaruhi sistem sehingga tidak diperoleh hasil yang akurat.
VI. DAFTAR PUSTAKA
Giancoli, C Douglas.1998. Fisika Edisi kelima Jilid .Jakarta:Erlangga.
Giambatist dan Richardson.2004.College Physics.USA:Mc Graw Hill Companies. Rensick,Haliday.1985. Fisika Edisi Ketiga Jilid I . Jakarta: Erlangga. Salleh, Zulkifli Md. dan Saiful Anuar A. Rahim.1991. Pengenalan Analisis Struktur .Jakarta:DBP. Tipler ,A.P.1998. Fisika untuk Sains dan Teknik Jilid 1.Jakarta: Erlangga.
