BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Latar Belak Belakang ang Fenomena gerak osilasi dalam bidang fisika banyak kita jumpai, salah satunya adalah
gerak osilasi pada pendulum. Pendulum merupakan sistem mekanik yang mempunyai massa terikat terikat oleh sebuah tali dengan dengan panjang L, dan dengan sudut tertentu. tertentu. Gerak pada pendulum pendulum semacam ini biasa disebut simple disebut simple harmonic motion atau gerak harmonik sederhana. Dalam Dalam perum perumusa usanny nnyaa gerak gerak pendul pendulum um yang yang mempun mempunya yaii sudut sudut kecil kecil biasan biasanya ya sudut sudut tersebut dianggap nol. Sehingga untuk mencati periode hanya menggunakan panjang tali dan grafitasi. Dalam percobaan ini dilakukan beberapa perlakuan berbeda pada pendulum, yaitu dengan mengubah sudut dan mengubah panjang tali. Ini dilakukan untuk mengetahui periode ketika tali dan sudutnya berubah.
1.2 Rumusa Rumusan n masalah masalah erikut merupakan rumusan masalah dalam percobaan ini! ". agaim agaimana ana hubun hubungan gan sudu sudutt dengan dengan #aktu #aktu$$ %. agaimana agaimana pengaruh pengaruh gaya gaya gesek udara yang yang timbul timbul terhadap terhadap getaran getaran pada pendulum pendulum$$ 1.3 1.3 Tujuan juan &dapun tujuan dilakukan percobaan pendulum ini antara lain! ". 'enget 'engetahu ahuii hubunga hubungan n sudut sudut dengan dengan #aktu. #aktu. %. 'engetahui 'engetahui pengaruh pengaruh gaya gaya gesek gesek udara udara terhadap terhadap getaran. getaran.
1.4 Sstemat Sstematka ka Penulsan Penulsan Pada Pada siste sistema matik tikaa lapor laporan an resmi resmi ini ini terd terdap apat at bebe bebera rapa pa bab bab yaitu aitu & & I tent tentan ang g
pendahuluan, & II tentang dasar teori, & III 'etodologi Percobaan, & I( tentang Pembah Pembahasan asan prakti praktikum kum yang yang telah telah dilaku dilakukan kan,, dan yang yang terakhi terakhirr adalah adalah & ( sebaga sebagaii Penutup.
BAB !! DASAR TE"R! 2.1 Ban#ul Ban#ul andul adalah benda yang terikat pada sebuah tali dan dapat berayun secara bebas dan
periodik yang menjadi dasar kerja dari sebuah jam dinding kuno yang mempunyai ayunan. Dalam Dalam bidang bidang fisika, fisika, prinsi prinsip p ini pertam pertamaa kali kali ditemu ditemukan kan pada pada tahun tahun ")*% ")*% oleh oleh Galileo Galileo Galilei, bah#a perioda +lama gerak osilasi satu ayunan, - dipengaruhi oleh panjang tali dan
percepatan graitasi. andul sederhana adalah sebuah benda kecil, biasanya benda berupa bola pejal, digantungkan pada seutas tali yang massanya dapat diabaikan dibandingkan dengan massa bola dan panjang bandul sangat besar .dibandingkan dengan jari/jari bola. 0jung lain tali digantungkan pada suatu penggantung yang tetap, jika bandul diberi simpangan kecil. dan kemudian dilepaskan, bandul akan berosilasi +bergetar- di antara dua titik, misalnya titik & dan , dengan periode yang tetap. Seperti sudah dipelajari pada percobaan mengenai, getaran, satu getaran +" osilasi- didefinisikan sebagai gerak bola dari & ke dan kembali ke &, atau dari ke & dan kembali ke , atau gerak dari titik a ke & ke dan kembali ke titik 1. &da beberapa parameter +atau ariabel- pada bandul, yaitu periodenya +-, -, massa bandul +m-, dan simpangan sudut +1- panjangnya +l -. 2.2 $erak "slas Gerak osilasi +getaran- yang populer adalah gerak osilasi pendulum +bandul-.
Pendulum sederhana terdiri dari seutas tali ringan dan sebuah bola kecil +bola pendulum bermassa m yang digantungkan pada ujung tali, sebagaimana tampak pada gambar di ba#ah. Dalam menganalisis gerakan pendulum sederhana, gaya gesekan udara kita abaikan dan massa tali sangat kecil sehingga dapat diabaikan relatif terhadap bola. Gaya yang bekerja pada bola adalah gaya berat +# 2 mg- dan gaya tegangan tali F. Gaya berat memiliki komponen mg cos teta yang searah tali dan mg sin teta yang tegak lurus tali. Pendulum berosilasi akibat adanya komponen gaya berat mg sin teta. 3arena tidak ada gaya gesekan udara, maka pendulum melakukan osilasi sepanjang busur lingkaran dengan besar amplitudo tetap sama.4ubungan antara panjang busur 5 dengan sudut teta dinyatakan dengan persamaan !
% & L
Ө
Sudut teta adalah perbandingan antara jarak linear 5 dengan jari/jari lingkaran +r- jika dinyatakan dalam satuan radian. 3arena lintasan pendulum berupa lingkaran maka kita menggunakan pendekatan ini untuk menentukan besar simpangannya. 6ari/jari lingkaran pada kasus ini adalah panjang tali L. 2.3 $erak Harm'nk Se#erhana Gerak harmonik sederhana adalah gerak bolak 7 balik benda melalui suatu titik
keseimbangan tertentu dengan banyaknya getaran benda dalam setiap sekon selalu konstan. Gerak 4armonik Sederhana dapat dibedakan menjadi % bagian, yaitu +"- Gerak 4armonik Sederhana +G4S- Linier, misalnya penghisap dalam silinder gas, gerak osilasi air raksa8 air dalam pipa 0, gerak hori9ontal 8 ertikal dari pegas, dan sebagainya: +%- Gerak 4armonik
Sederhana +G4S- &ngular, misalnya gerak bandul8 bandul fisis, osilasi ayunan torsi, dan sebagainya. elah terhadap bunyi dan getaran sangat berkait bahkan tidak dapat dipisahkan dengan kajian tentang ayunan atau yang disebut juga dengan istilah osilasi. Gejala ini dalam kehidupan kita sehari/hari contohnya adalah gerakan bandul jam, gerakan massa yang digantung pada pegas, dan bahkan gerakan da#ai gitar saat dipetik. 2.3.1 $erak Harm'n Se#erhana Gerak harmoni sederhana dapat dibedakan menjadi % bagian, yaitu! a. Gerak harmonik sederhana linier, misalnya penghisap dalam silinder gas, gerak osilasi
air raksa 8 air dalam pipa 0. b. Gerak harmoni sederhana angular, misalnya gerak bandul8bandul fisis, osilasi ayunan torsi. ;ontoh gerak harmonik sederhana ! a. Gerak harmonik pada bandul, 3etika beban digantungkan pada ayunan dan tidak diberikan gaya, maka benda akan dian di titik keseimbangan . 6ika beban ditarik ke titik & dan dilepaskan, maka beban akan bergerak ke , ;, lalu kembali lagi ke &. Gerakan beban akan terjadi berulang secara periodik, dengan kata lain beban pada ayunan di atas melakukan gerak harmonik sederhana.
$am(ar 2.1 Gerak harmonik
sederhana pada
bandul b. Gerak harmonik pada
pegas, 3etika sebuah
benda dihubungkan ke ujung sebuah pegas, maka pegas akan meregang +bertambah panjang- sejauh y. Pegas akan mencapai titik kesetimbangan jika tidak diberikan gaya luar +ditarik atau digoyang-.Syarat sebuah benda melakukan Gerak 4armonik Sederhana adalah apabila gaya pemulih sebanding dengan simpangannya. &pabila
gaya pemulih sebanding dengan simpangan 5 atau sudut * maka pendulum melakukan Gerak 4armonik Sederhana
$am(ar 2.2 Gerak
harmonik pada
pegas
2.4 $a)a Pemulh Pa#a A)unan Ban#ul *atemats
&yunan matematis merupakan suatu partikel massa yang tergantung pada suatu titik tetap pada seutas tali, di mana massa tali dapat diabaikan dan tali tidak dapat bertambah panjang. Dari gambar tersebut, terdapat sebuah beban bermassa
tergantung pada seutas
ka#at halus sepanjang dan massanya dapat diabaikan. &pabila bandul itu bergerak ertikal dengan membentuk sudut , gaya pemulih bandul tersebut adalah
. Secara
matematis dapat dituliskan ! 1leh karena , maka !
$am(ar 2.3 &yunan andul
'atematis 2.+ A,lkas $erak Harm'nk Se#erhana Peredam kejut
+shockabsorber-
pada mobil memiliki
komponen pada bagian atasnya
terhubung
dengan piston dan
dengan rangka kendaraan.
agian
ba#ahnya,
dipasangkan terpasang
dengan silinder bagian ba#ah yang dipasangkan dengan as roda. Fluida kental menyebabkan gaya redaman yang bergantung pada kecepatan relatif dari kedua ujung unit tersebut. 4al ini membantu untuk mengendalikan guncangan pada roda.
$am(ar 2.4 Shockabsorber BAB !!! *ETED"L"$! PER-"BAAN 2.1 Peralatan Per'(aan Peralatan yang digunakan dalam percobaan pendulum antara lain yaitu!
". %. <. =. >.
ali eban Stop#atch usur derajat 'istar
3.2 Pr'se#ur Per'(aan
&dapun prosdur percobaan mengenai pendulum sederhana adalah! ".
%. <. =.
mengukur benang sepanjang )* cm diukur dari titik gantung sampai ke titik beban pendulum, menggantungkan beban ke ujung benang yang sudah dikaitkan pada busur. menyimpangkan pendulum dengan sudut %* *. mencatat #aktu yang dibutuhkan pendulum untuk melakukan getaran pada sudut %* * hingga berhenti dengan menggunakan stop#atch.
BAB !/ ANAL!SA DATA DAN PE*BAHASAN 4.1 Analsa Data Dari percobaan pendulum yang telah dilakukan, maka diperoleh hasil sebagai berikut
ini! Ta(el 4.1 4asil Percobaan
?o " % < = > ) C A B "* ""
Sudut
@aktu
+derajat%* "A ") "> "= "< "% "" "* B.> B
+detik* ".)% <.%A =.B> ).>) A.% B.A> "".) "<."> "=.AC ").
abel diatas merupakan tabel data dari percobaan yang dilakukan. Pengambilan data dilakukan sebanyak "" kali dengan sudut simpangan a#al %* * dan #aktu total pengambilan data yaitu ").
$am(ar 4.1 4ubungan sudut dengan #aktu
Dari
kura
perbandingan
diatas
dapat
diperoleh
persamaan
garis
secara
eksponensialnya yaitu!
Dari persamaan diatas kita dapat mencari pengaruh gesekan udara +b- dengan 2 *.*=A, dan panjang tali )* cm!
Selanjutnya kita juga dapat menentukan faktor E!
, dengan
'aka!
, dengan
4.2 Analsa Data Fenomena gerak osilasi dalam bidang fisika banyak kita jumpai, salah satunya adalah
gerak osilasi pada pendulum. Pada percobaan ini digunakan untuk mengetahui hubungan sudut dengan #aktu, selain itu digunakan untuk mengetahui pengaruh gaya gesek terhadap getaran pada pendulum. Percobaan dilakukan dengan menggunakan panjang tali )* cm kemudian debgan besar sudut %*. Dari data yang diperoleh maka telah diketahui besarnya pengaruh gaya gesek udara yang dinyatakan dengan besarnya nilai b, yaitu sebesar *.*>C). Dari data tersebut kita juga dapat mengetahui besarnya faktor E pada percobaan yaitu C". Faktor E dapat menunjukan kualitas dari sistem. Semakin tinggi nilai E maka energi yang hilang karena gesekan udara akan semakin sedikit.
BAB / 0ES!*PULAN +.1
0esm,ulan Dari percobaan yang telah dilakukan, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut ! ". 4ubungan sudut yang terjadi adalah semakin lama pendulum mengayun maka
sudut akan semakin kecil dan pada akhirnya akan berhenti berosilasi. %. esarnya pengaruh gaya gesek udara yang dinyatakan dengan besarnya nilai b, yaitu sebesar *.*>C)
