LAPORAN GETARAN PEGAS DAN BANDUL (GERAK HARMONIK SEDERHANA)
Nama
: Nadya Yonisa
Kelas
: XI IA 5
Kelompok
: PAKU
SMAN 2 PALANGKARAYA
fisikarudy.com
A.TUJUAN PRAKTEK - Menentukan Konstanta Pegas melalui getaran pegas. - Menentukan Percepatan Gravitasi melalui ayunan bandul. B.LANDASAN TEORI Setiap gerak yang terjadi secara berulang dalam selang waktu yang sama disebut gerak periodik. Karena gerak ini terjadi secara teratur maka disebut juga sebagai gerak harmonik/harmonis. Apabila suatu partikel melakukan gerak periodik pada lintasan yang sama maka geraknya disebut gerak osilasi/getaran,contohnya gerak ayunan pegas dan gerak ayunan bandul. Pada gerak ayunan pegas penerapannya dapat digunakan untuk menentukan konstanta pegas sedangkan pada gerak ayunan bandul penerapannya dapat digunakan untuk menentukan besar percepatan gravitasi pada lokasi dimana percobaan dilakukan C.ALAT DAN BAHAN
- Statif - Benang - Beban (50 gram) - Pegas - Stopwatch (pada Handphone) - Kamera (pada Handphone) - Alat untuk mengukur (mistar/meteran) - Busur derajat D.PERCOBAAN GETARAN PEGAS D.1.LANGKAH KERJA - Siapkan pegas yang hendak diukur (difoto jenis pegasnya) - Siapkan tiga jenis beban (ukuran bebas,tentukan sesuai keinginan) - Susun sebagaimana sebuah pegas digantung beban tunggal,kemudian tarik sedikit sekitar 10%-20% panjang awal,kemudian lepaskan. - Ikuti getaran pegas sampai sesuai frekuensi alami dalam batin pengamat selanjutnya hitung lama getaran pegas (banyaknya getaran atau perulangan pegas ditentukan oleh pengamat) - Masukan data yang diperoleh ke dalam tabel pengamatan.
D.2.TABEL PENGAMATAN Massa (kg) 0,05 0,05 0,05 0,1 0,1 0,05 0,1 0,15 0,15 0,15
Jumlah getaran
Lama getaran (s) 5 10 15 5 10 5 15 5 10 15
periode
3,52 0,704 6,54 0,654 9,41 0,627333 4,49 0,898 8,43 0,843 3,52 0,704 12,88 0,858667 5,31 1,062 10,34 1 0,34 1,034 15,24 1 5,24 1,016
Kuadrat periode 0,495616 0,427716 0,393547 0,806404 0,710649 0,495616 0,737308 1,127844 1,069156 1,032256 Rata -rata Simpangan deviasi Galat
Konstanta pegas terukur (N/m) 3,982763 4,615027 5,015717 4,895613 5,555263 3,982763 5,354397 5,250516 5,538726 5,736719 5,104971 0,550523 10,78405 %
D.3.KESIMPULAN Melalui percobaan ini dapat kami simpulkan bahwa penghitungan nilai konstanta pegas dapat kita dapatkan dengan mengetahui lamanya waktu yang diperlukan oleh sebuah pegas untuk melakukan satu getaran (periode pegas).Adapun kesalahan pada konstanta pegas dapat disebabkan karena perubahan konstanta atau kesalahan pengukuran atau penghitungan pada saat melakukan percobaan.
E.PERCOBAAN E.PERCOBAAN AYUNAN BANDUL E.1. LANGKAH KERJA - Siapkan benang dan beban (cukup gunakan beban 50 gram sebuah saja) - Tentukan panjang benang mulai dari 20 cm, 30 cm, 40 cm sampai 50 cm. - Gantung beban pada benang yang kemudian digantung pada statif seperti bandul. - Bandul disimpangkan (ditarik sampai membentuk sudut sekitar 5 0-80 jangan lebih karena dapat menghasilkan getaran ayunan bandul yang tidak linier dan cenderung membentuk ayunan memutar yang disebut ayunan konis. - Ukur banyak perulangan ayunan dengan stopwatch dan tentukan banyak perulangan (ayunan (ayunan bandul) yang yang diamati. - Catat hasil pengamatan dalam tabel
D.2.TABEL PENGAMATAN
Panjang tali Jumlah (m) getaran 0,2 0,2 0,2 0,3 0,3 0,3 0,4 0,4 0,4 0,5 0,5 0,5
5 10 15 5 10 15 5 10 15 5 10 15
Lama Periode getaran (s) 4,48 0,896 8,96 0,896 13,46 0,897333 5,5 1,1 10,98 1,098 16,49 1,099333 6,36 1,272 12,67 1,267 19,07 1,271333 7,07 1,414 14,17 1,417 21,3 1,42
Kuadrat periode 0,802816 0,802816 0,805207 1,21 1,205604 1,208534 1,617984 1,605289 1,616288 1,999396 2,007889 2,0164 Rata -rata Simpangan Deviasi Galat
Gravitasi terukur 9,834985 9,834985 9,80578 9,788037 9,823728 9,799913 9,759903 9,837087 9,770142 9,872586 9,830827 9,789332 9,812275 0,032455 0,330762%
D.3.KESIMPULAN Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa kita dapat menghitung percepatan gravitasi pada lokasi tertentu dengan cara yang cukup sederhana yaitu dengan mengetahui lamanya waktu yang di tempuh sebuah bandul untuk melakukan satu kali getaran (periode ayunan bandul).Adapun kesalahan percepatan gravitasi yang melebihi tetapan gravitasi bumi (9,8 M/s 2) dapat disebabkan oleh angin pada saat percobaan atau kurang tepatnya pengukuran dan penghitungan data pada saat percobaan berlangsung. F.PERTANYAAN KEGIATAN 1) Simpulkan konsep gerak periodik yang dialami pegas dan bandul! Jawab : Konsep gerak periodik pada pegas adalah sebuah beban dengan berat tertentu dipasangkan pada ujung pegas dengan konstanta tertentu diberikan simpangan sehingga mengalami gerak harmonik/periodik.Gerakan yang terjadi dapat secara horizontal maupun vertikal. Konsep gerak periodik pada bandul yang berayun adalah menggantungkan sebuah beban/bandul pada ujung tali, titik dimana bandul diam pada dan tidak diberikan gaya,disebut titik kesetimbangan,kemudian tali diberikan simpangan yang kecil (< 8 0 ) sebagai analogi kita sebut titik A.Saat kita lepaskan bandul akan bergerak dari titik A ke titik kesetimbangan dan menuju ke titik C,kembali lagi ke titik kesetimbangan dan titik A.Peristiwa ini terjadi berulang-ulang secara periodik.
2) Gambarkan secara fisika ayunan pegas dan bandul tersebut! Jawab : Keterangan : Ѳ = Simpangan L = Panjang Tali O = Titik Kesetimbangan
Ketika beban digantungkan pada ayunan dan tidak diberikan gaya, maka benda akan diam di titik keseimbangan B. Jika beban ditarik ke titik A dan dilepaskan,maka beban akan bergerak ke B, C, lalu kembali lagi ke A.Gerakan beban akan terjadi berulang secara periodik, dengan kata lain beban pada ayunan diatas melakukan gerak harmonik sederhana.
Sebuah beban m yang digantungkan beban dapat setimbang saat dibiarkan.Karena pegas memiliki gaya elastis yang selalu ingin kembali ke keadaan seimbang maka saat beban ditarik dari O (titik seimbang) ke titik P dan dilepaskan, beban akan kembali ke titik O. Tetapi sampai di titik O akan bergerak terus hingga berhenti di titik Q. Kemudian di titik Q mendapatkan gaya lagi dan kembali ke O hingga ke titik P lagi. 3) Tunjukan gaya yang mempengaruhi ayunan pegas dan ayunan bandul tersebut melalui gambar! Jawab : (Pada Bandul)
Untuk Mengetahui besarnya gaya yang mempengaruhi gerak ayunan dapat digunakan persamaan berikut ini :
atau
(Pada Pegas)
4) Tuliskan rumus – rumus yang berhubungan dengan ayunan pegas dan ayunan bandul dimaksud! Jawab :
- Periode
T=
(Pada ayunan bandul)
(Pada ayunan pegas)
- Hubungan antara frekuensi dan Periode
f=
- Energi Potensial
- Kecepatan Getar
- Percepatan Getar
- Simpangan Getar
- Konstanta Pegas dan Percepatan Gravitasi dari getaran pegas dan bandul 2
K = 4Π
m / T2 (Konstanta Pegas)
g = 4Π2l / T2 (Percepatan Gravitasi)
G.FOTO – FOTO KEGIATAN PRAKTIKUM G.1. Praktikum Ayunan Bandul
G.2. Praktikum Ayunan Pegas
