Penentuan Percepatan Gerak Jatuh Bebas

Jurnal Praktikum Mekanika Analitik Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika Universitas Halu Oleo,2016

Penentuan Percepatan Gerak Jatuh Bebas Suritno Fayanto1, Nanang Adrianto1, Sri Ayu Ningsih1, Suci Rahmadani A2 1

Jurusan Pendidikan Fisika, 2Jurusan Pendidikan Fisika konsentrasi Vokasional Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Halu Oleo Kendari Email. [email protected] abstrak Gerak jatuh bebas digunakan untuk benda yang jatuh tanpa kecepata

awal akibat suatu gaya. Hal ini dapat dilihat bahwa gerakan hanya dipengaruhi oleh gravitasi bumi dan bukan pada massa benda. Benda yang jatuh pada permukaan bumi semakin dekat, maka kecepatannya akan semakin bertambah. Penelitian ini bertujuan Untuk menentukan percepatan gravitasi bola pada gerak jatuh bebas dan Untuk menggambarkan grafik hubungan antara ketinggian h dengan waktu t. Berdasarkan pengamatan pada percobaan ini diketahui bahwa semakin tinggi benda yang dijatuhkan kebumi maka waktu yang diperlukan benda untuk sampai kebumi maka waktu yang diperlukan semakin lama. Hal ini dipengaruhi oleh adanya gesekan udara. Namun gesekan udara disini dapat diabaikan karena pada waktu melakukan percobaan diakukan diruang terbuka. Pada analisis data untuk ketinggian akhir yang dimulai dari 0,4 m, 0,55 m, 0,75m, dan 0,95m diperoleh percepstsn grsvitasi secara berturutturut yaitu : 4,621713 m/s, 2,67517 m/s, 1,589637 m/s dan 0,724414 m/s. Sehingga dapat diketahui bahwa semakin tinggi jarak benda yang dijatuhkan maka akan membutuhkan waktu yang lama dengan kecepatan gravitasi semakin besar.

Kata Kunci: Percepatan, Gerak Jatuh Bebas,


A. PENDAHULUAN 1. Latar Belakang Dalam kehidupan sehari-hari kita sering melihat benda- benda yang mengalami gerak jatuh bebas, misalnya gerak buah yang jatuh dari pohonnya. Benda tersebut seolah-olah memiliki kecepatan yang tetap atau dengan kata lain benda tersebut tidak mengalami percepatan. kenyataan yang terjadi setiap benda yang jatuh bebas mengalami percepatan tetap tetap. Dalam hal ini gerak jatuh bebas merupakan benda yang mengakibatkan benda melewati lintasan berbentuk lurus karena pengaruh gaya gravitasi bumi. Gerak jatuh bebas juga merupakan salah satu bentuk gerak lurus dalam satu dimensi

yang hanya dipengaruhi oleh adanya

percepatan gravitasi bumi. Pada masa lampau, gerak yang jatuh kepermukaan tanah merupakan pokok pembahasan yang sangat menarik dalam ilmu filsafat alam. Aristoteles seorang ahli filsafat

menyatakan bahwa benda yang

massanya lebih besar jatuh lebih cepat dibandingkan benda yang lebih ringan. Pendapat aristoteles ini mempengaruhi pandangan orang- orang yang hidup sebelum masa Galileo, yang menganggap bahwa benda yang massanya lebih besarjatuh lebih cepat dari benda yang lebih ringan dan bahwa laju jatuh benda sebanding dengan massa benda tersebut. Untuk membuktikan teori mengenai gerak jatuh bebas tersebut, maka diadakan praktikum ini yang akan membahas tentang percepatan


gravitasi bola pada gerak jatuh bebas, serta hubungan antara waktu dengan ketinggian pada gerak jatuh bebas. 2. Tujuan Tujuan diadakannya percobaan gerak jatuh bebas ini yaitu : a. Untuk menentukan percepatan gravitasi bola pada gerak jatuh bebas. b. Untuk menggambarkan grafik hubungan antara ketinggian h dengan waktu t.

B. KAJIAN TEORI Gerak jatuh jatuh bebas adalah gerak yang mengakibatkan benda melewati lintasan berbentuk lurus karena pengaru gaya gravitasi bumi. Gerak jatuh bebas mengakibatkan gesekan dan perubahan kecil percepatan terhadap ketinggian. Percepatan gerak jatuh bebas disebabkan oleh gaya gravitasi bumi yang besarnya 9,8 m/s2 dan berarah menuju kepusat bumi. Gesekan yang dimaksud disini adalah gsekan antara benda dan udara. Suatu benda yang dijatuhkan dari ketinggian tertentu dalam ruang terbuka akan diperlambat akibat gaya gesekan dan laju udara, pada percepatan gerak jatuh bebas seiring ditemukan bahwa haasil percepatan yang dialami benda tidak seuai dengan hasil percepatan gravitasi bumi, hal tersebut terjadi karena sesungguhnya benda tersebut telah mengalami pelambatan oleh gaya gesek udara. Percepatan yang dialami benda pada gerak jatuh bebas akan sama dengan percepatan gravitasi bila benda tersebut dijatuhkan pada ruang hampa udara (Pantur, 1985). Gerak lurus berubah beraturan adalah gerak benda dengan lintasan garis lurus dan memiliki kecepatan setiap saat berubah dengan teratur. Pada gerak lurus berubah beraturan gerak benda dapat mengalami percepatan atau peralambatan. Gerak benda yang mengalami percepatan disebut gerak lurus


berubah beraturan dipercepat, sedangkan gerak lurus yang mengalami perlambatan disebut gerak lurus berubah beraturan diperlambat. Suatu benda melakukan gerak lurus berubah beraturan (GLBB) jika percepatannya selalu konstan. Percepatan merupakan besaran vektor (besran yang mempunyai besar dan arah). Percepatan konstan berarti besar dan arah percepatan selalu konstan setiap saat (Sasrawan, 2013). Gerak jatuh bebas adalah gerak jatuh yang hanya dipengaruhi oleh gaya tarik bumi dan bebas dari tambahan gaya- gaya lain. Gerak jatuh bebas ini termaksud GLBB dipercepat dengan kecepatan awal V0 = 0 dan percepatan sebesar percepatan gravitasi (g), sehingga beralaku persamaan :

a. V . (t) = g . t ............................................................................. (1) 1

b. S . t

= 2 . g . t2

c. h . t

= h0 - 2 g. t2 .............................................................................. (3)

d. t

=

................................................................................. (2)

1

√2 ℎ 𝑔

........................................................................................ (4)

diamana t = tetapan waktu untuk mencapai titik acuan (Widodo, 2009).

C. METODE PRAKTIKUM 1. Alat dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan pada praktikum gerak jatuh bebas ini dapat dilihat pada tabel 4.1. Berikut : Tabel 1. Alat dan Bahan Percobaan Gerak Jatuh Bebas. No. 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Alat dan Bahan Dasar statif Batang statif

Kegunaan Sebagai penyangga Sebagai tempat melengketnya gerbang cahaya dan magnet. Mangnet pemegang bola Sebagai tempat melekatnya bola loga. magnet Gerbang cahaya Sebagai pendeteksi bola logam. Bola logam Sebagai objek pengamatan. Timer counter Untuk membaca waktu dari sensor yang


7. 8.

Mistar Kabel - kabel penghubung

diterima oleh gerbang cahaya. Untuk mengukur jarak bola. Untuk menghubungkan timer counter terhadap gerbang cahaya dan mangnet pemegang bola logam.

2. Prosedur Kerja Prosedur kerja pada percobaan gerak jatuh bebas yaitu : 1. Merangkai alat seperti pada Gambar 4.1. Memasang magnet pemegang bola pada bagian statif, gerbang cahaya pertama ditengah batang, dan gerbang cahaya kedua dibagian bawah. 2. Menghubungkan magnet pemegang blola ke luar PI/E. Magnet pada timer counter AT – 01 menggunakan kabe penghubung. 3. Menghubungkan gerbang cahaya 1 dan gerbang cahaya 2 secara berurutan pada terminal P1 dan P2 pada timer counter. Mengatur jarak kedua gerbang sedemikian rupa sehingga jarak antara keduanya adalah 10 cm. 4. Menghubungkan timer counter AT- 01 ke sekot jalan listrik. Timer counter dalam keadaan mati. 5. Menghidupkan timer counter AT- 01. Menekan tombol pemilih fungsi pada timer counter beberapa kali sedemikian rupa sehingga timer counter berada pada fungsi Gravity accekeration. Pada keadaan tersebut lampu led pada fungsi tersebut dan fungsi E. Magnet akan menyala, led pada fungsi E. Magnet menunjukan bahwa sumber tegangan untuk maget pemegang bola juga dalam keadaan hidup. 6. Mengatur kelurusan magnet pemegang bola, dan kedua gerbang cahaya sedemikian rupa sehingga trayektori bola logam dari magnet pemegang


bola menghalangi gerbang cahaya pada masing-masing gerbang cahaya. Menggunakan plum bob untuk memudahkan mengatur kelurusan.

Gambar 4.1. Rangkaian Alat Percobaan Gerak Jatuh Bebas

D. HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Hasil a. Data Pengamatan Data pengamatan pada percobaan gerak jatuh bebas dapat dilihat pada Tabel 4.2. Tabel 4.2. Data Pengamatan Percobaan Gerak Jatuh Bebas No. 1. 2. 3. 4.

h1 (m) 0,20 0,30 0,40 0,50

h2 (m) 0,40 0,55 0,75 0,95

t1 (s) 204 x 10-3 261 x 10-3 358 x 10-3 496 x 10-3

t2 (s) 358 x 10-3 505 x 10-3 754 x 10-3 1220 x 10-3

b. Analisis Data 1) Menentukan percepatan gravitasi bola pada gerak jatuh bebas.


g=

2 (ℎ2−ℎ1 ) (𝑡2− 𝑡1 ) 2 (0,40−0,20)

= (358 𝑥 10−3 )² − (204

𝑥 10−3 )²

2 (0,20)

= (4128164 𝑥 10−6 )−(41616 𝑥10−6 ) = 4, 621713 m/s2 Dengan cara yang sama, untuk data selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 4.3 berikut. Tabel 4.3. Analisis Data Penentuan Percepaan Gravitasi Bola pada Gerak Jatuh Bebas. g(m/s2) 4, 621713 2, 67517 1, 589637 0,724414

No. h1(m) h2(m) t1(s) t2(s) 1. 0,20 0,40 204 x 10-3 358 x 10-3 2. 0,30 0,55 261 x 10-3 505 x 10-3 -3 3. 0,40 0,75 358 x 10 754 x 10-3 4. 0,50 0,95 496 x 10-3 1220 x 10-3 2) Grafik hubungan antara ketinggian h dengan waktu t.

Grafik hubungan antara ketinggian h dengan waktu t dapat dilihat pada Gambar 4.2 dibawah ini :

Grafik hubungan antara ketinggian h dengan waktu t 0.6 0.5

t (s)

0.4 0.3 0.2 0.1 0 0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

h (m)

Gambar 4.2. Grafik Hubungan Antara Ketinggian h dengan Waktu t


2. Pembahasan Gerak jatuh bebas adalah gerak benda akibat gaya tarik bumi tanpa adanya gaya lain yang bekerja padanya, hanya dipengaruhi oleh gaya tarik bumi. Gerak jatuh bebas terjadi pada semua benda dari ketinggian tertentu tanpa memperdulikan massa benda tersebut. Pada gerak jatuh bebas ini mengakibatkan gesekan, dimana gesekan yang dimaksud disini adalah gesekan antara benda dan udara. Suatu benda yang dijatuhkan pada ketinggian tertentu dalam ruang terbuka akan diperlambat oleh gaya gesek dan laju udara. Berdasarkan pengamatan pada percobaan ini diketahui bahwa semakin tinggi benda yang dijatuhkan kebumi maka waktu yang diperlukan benda untuk sampai kebumi maka waktu yang diperlukan semakin lama. Hal ini dipengaruhi oleh adanya gesekan udara. Namun gesekan udara disini dapat diabaikan karena pada waktu melakukan percobaan diakukan diruang terbuka. Pada analisis data untuk ketinggian akhir yang dimulai dari 0,4 m, 0,55 m, 0,75m, dan 0,95m diperoleh percepstsn grsvitasi secara berturutturut yaitu : 4,621713 m/s, 2,67517 m/s, 1,589637 m/s dan 0,724414 m/s. Sehingga dapat diketahui bahwa semakin tinggi jarak benda yang dijatuhkan maka akan membutuhkan waktu yang lama dengan kecepatan gravitasi semakin besar. Secara teori yang ada menyatakan bahwa percepatan gravitasi bumi nilainya adalah 9,8 m/s, namun berdasarkan hasil percobaan ini nilai percepatan gravitasi yang diperoleh tidak sesuai dengan teori yang ada, hal


ini terjadi mungkin karna kekurang telitian saat melakukan praktikum dan kemungkinan juga karena alat-alatnya sudah rusak. Berdasarkan grafik hubungan antara ketinggian h dengan waktu t, menunjukan bahwa semakin tinggi jarak benda dari permukaan bumi maka waktu yang dibutuhkan benda untuk sampai kepermukaan bumi semakin lama. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa ketinggian suatu benda berbanding lurus dengan waktunya.

E. KESIMPULAN DAN SARAN 1. Kesimpulan Setelah melakukan praktek dapat disimpulkan bahwa : a. Penentuan percepatan gravitasi bola pada gerak jatuh bebas yaitu dengan cara membandingkan antara ketinggian dengan waktu kuadrat. Percepatan gravitasi bola pada percobaan Gerak Jatuh Bebas ini adalah 2,4027335 m/s². Sedangkan secara teori percepatan gravitasi bumi adalah 9,8 m/s². b. Hubungan ketinggian h dengan waktu t dapat dilihat pada grafik 1. Dimana semakin tinggi suatu benda maka waktu yang dibutuhkan semakin besar.

2. Saran Saran yang dapat kami ajukan pada praktikum ini yaitu: a. Untuk teman-teman praktikan agar selalu menjaga kekompakan ketika melakukan praktikum.


b. Untuk asisten agar tidak pernah bosan untuk membimbing kami dalam melakukan praktikum. c. Untuk pengelola laboratorium agar mengganti alat-alat lab yang sudah rusak, seperti pada percobaan gerak jatuh bebas ini magnet pemegang bolanya sudah rusak agar segera diganti.


DAFTAR PUSTAKA Pantur. 1985. Fisika Jilid 1. Jakarta : Erlangga. Sasrawan, Hedi. 2013. Gerak Lurus Berubah Beraturan (Artikel Lengkap). Diakses pada tanggal 18 Desember 2014 pada pukul 10.12 WITA. Widodo, T. 2009. Fisika. Erlangga. Jakarta

Penentuan Percepatan Gerak Jatuh Bebas

Recommend Documents