BAB I PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang
Metode Gravity (gaya Gravity (gaya berat) dilakukan untuk menyelidiki keadaan bawah permukaan berdasarkan perbedaan rapat masa cebakan mineral dari daerah sekeliling sekeliling (r=gram/cm (r=gram/cm3). Meto Metode de ini ini adal adalah ah meto metode de geof geofis isik ikaa yang yang sensitive terhadap perubahan vertikal, oleh karena itu metode ini disukai untuk mempelaari kontak intrusi, batuan dasar, struktur geologi, endapan sungai purba, lubang di dalam masa batuan, shaff terpendam dan lain!lain. "ksplorasi biasanya dilakukan dalam bentuk kisi atau lintasan penampang. #erpisahan anomali akibat rapat masa dari kedalaman berbeda dilakukan dengan menggunakan filter matematis atau filter geofisika. $ %bs atau gravitasi observasi akan dibahas praktikum kali ini dengan menggunak menggunakan an koreksi koreksi pasang surut. &oreksi &oreksi pasang surut teradi dikarenakan dikarenakan adanya efek pasang surut. $aya gravitasi matahari dan bulat sangat berpengaruh pada alat gravitimeter. #erubahan gravitasi disebabkan oleh gaya tarik dari dua benda angkasa. 'esarnya perubahan ini bervariasi terhadap lintang, waktu bulanan, dan waktu tahunan.
I.2. Maksud dan Tujuan
Maksud dari praktikum kali ini yaitu agar dapat melakukan perhitungan dasar asar dala dalam m prak raktiku tikum m gravity. uuan uan dari dari prak prakti tiku kum m kali kali yaitu aitu untu untuk k menghasilka menghasilkan n grafik $ %bs, elevasi, dan hubungan hubungan kedua grafik tersebut. tersebut. elain graf rafik,
uga
untuk
meng enghasil silkan
peta $
%bs
dan
peta "lev levasi asi
lalu alu
diinterpretasikan. erta hubungan kedua peta $ obs dengan peta elevasi.
1
BAB II DASAR TEORI
II.1. Metde Gravity
$ravitasi adalah gaya tarik!menarik yang teradi antara semua partikel yang yang memp mempun unya yaii massa massa di alam alam semes semesta. ta. *isi *isika ka mode modern rn mend mendesk eskri ripsi psika kan n gravitasi gravitasi menggunak menggunakan an eori eori +elativitas +elativitas mum dari "instein, "instein, namun hukum gravitasi universal -ewton yang lebih sederhana merupakan hampiran yang cukup akurat dalam kebanyakan kasus. Meto Metode de gravity adalah metoda penyelidikan penyelidikan geofisika geofisika yang didasarkan didasarkan pada variasi percepatan gravitasi di permukaan bumi. #engukuran gravitasi ini dimana adanya perbedaan kecil dari medan gravitasi yang diakibatkan variasi massa di kerak bumi. uuan dari eksplorasi ini adalah untuk mengasosiakan variasi dari perbedaan distribusi rapat massa dan uga enis batuan. Metoda gravity Metoda gravity ini ini secara relatif lebih murah, tidak mencemari dan tidak merusak (ui tidak merusak) dan termasuk dalam metoda arak auh yang sudah pula digunakan untuk mengamati permukaan bulan. uga metoda ini tergolong pasif, dalam arti tidak perlu ada energi yang dimasukkan ke dalam tanah untuk mendapatkan data sebagaimana umumnya pengukuran. #engukuran percepatan gravitasi memberikan informasi mengenai densitas batuan bawah tanah. Metoda Metoda ini sangat sangat baik baik untuk untuk menget mengetahu ahuii konfig konfigura urasi si geolog geologii bawah bawah permukaan dengan skala yang luas berdasarkan pada perbedaan densitas tiap batuan. eori yang mendasari metode gaya berat ini adalah teori -ewton tentang $ravitasi dan teori Medan #otensial.
II.2. Huku! Dasar Metde Gravity
eori yang mendasari Metode $ravitasi pada $eofisika adalah hukum gravitasi -ewton dan teori medan potensial. i bawah ini adalah penelasan mengenai kedua hukum tersebut.
2
1. Huku! Ne"tn
eori yang mendasari Metode $aya 'erat adalah 0ukum gravitasi yang dikemukakan oleh ir 1saac -ewton (245!2656), menyatakan bahwa gaya tarikmenarik antara dua buah partikel sebanding dengan perkalian kedua massanya dan berbanding terbalik dengan kuadrat arak antara pusat keduanya, adi semakin auh arak kedua benda tersebut maka gaya gravitasi semakin kecil dan apabila arak kedua benda semakin kecil maka gaya gravitasi uga akan menadi besar. 0ukum gravitasi -ewton menyatakan bahwa gaya antara dua buah partikel bermassa m2 dan m5 berbanding langsung dengan hasil kali kedua massa tersebut dibagi dengan kuadrat araknya, seperti pada persamaan berikut7 F =G
m1 m2 r
r ^
2
(11.2) imana * 7 $aya interaksi antara dua massa (-) r 7 arak antara m2 dan m5 (kg)
r ^
7 8ektor satuan yang arahnya dari
ke
$ 7 &onstanta gravitasi umum ( ari persamaan di atas dapat diketahui bahwa besarnya medan gaya berat oleh
di
sebesar 7 (11.5)
2. Medan Ptens#al $%D
inau suatu massa yang berbentuk tidak beraturan, dengan pusat massa berhimpit dengan pusat koordinat kartesian. #otensial dan percepatan gravitasi pada suatu titik yang berarak r dari pusat massa P(x,y,z), dapat dihitung dengan memecah
massa
tersebut
menadi
elemen!elemen
kecil,
kemudian
diintegrasikannya untuk mendapatkan pengaruh potensial seluruh massan ya. #otensial yang disebabkan oleh elemen massa dm pada arak r dari titik p adalah7
3
dU =
Gdm Gρ = dxdydz r r
&11.3)
imana 9 adalah densitas dari r 2 = x 2+y2+z 2 %leh karena itu potensial seluruh massa7 1
U =Gρ ∭ dxdydz r xyz
(11.4)
edangkan percepatan gravitasinya dalam arah :7
g z =
∂U z =−Gρ ∭ 3 dxdydz ∂ Z xyz r
(11.;)
'ila digunakan koordinat silinder 7 dxdydz=r dr d ᶲ dθ dz persamaan potensial akibat massa m7
U =Gρ ∭ drdϕdz xϕz
(11.)
edangkan percepatan gravitasi pada arah < dalam koordinat silinder ini7 'ila digunakan koordinat bola7 dx dy dz = r2 sin θ dr d ᶲ dz persamaan potensialnya menadi7 U =Gρ ∭ r sin θ d r d ᶲ d θ
(11.6)
edangkan percepatan gravitasi pada arah : dalam koordinat bola7
g z =−Gρ∭ rϕθ
z sin θ d r d ᶲ dθ r
¿−Gρ ∭ sin θ cos θ d r d ᶲ dθ rϕθ
(11.)
II.$. 'aktr (ang !e!)erngaru*# +ra,#tas#
#ada kenyataannya bumi tidak bulat sempurna, tetapi berbentuk elipsoid dan berotasi dengan kecepatan sudut tetap terhadap sumbu tetap. &arena bentuk dan rotasi bumi tersebut maka percepatan gaya berat di kutub lebih besar daripada percepatan di khatulistiwa. &arena bentuk bumi bukan merupakan bola peal yang sempurna, dengan relif yang tidak rata, berotasi serta ber revolusi dalam sistem matahari, tidak homogen. engan demikian variasi gayaberat di setia p titik permukaan bumi akan dipengaruhi oleh ; faktor, yaitu 7 1. Ps#s# gar#s l#ntang
4
'entuk bumi tidaklah bulat sempurna, tetapi lebih mendekati bentuk spheroid bumi, agak pepat dikutubnya. >kibatnya terdapat variasi radius bumi selain itu, perbedaan percepatan sentrifugal di kitub dan di e?uator. #ercepatan sentrifugal maksimum di e?uator dan nol di kutub. ehingga nilai g di kutub lebih besar dibandingkan dengan g di e?uator. 2. -edudukan !ata*ar# dan ulan ter*ada) u!#
0arganya berubah setiap waktu secara priodik tergantung dari kedudukan benda!benda langit tersebut. 'esarnya @ A.3 mgal dengan priode @ 25 am. 'umi mengalami tarikan maupun dorongan dari posisi normalnya. $. Ele,as# #erbedaan ketinggian menyebabkann perbedaan nilai gravitasi. #ermukaan
bumi yang lebih tinggi (pegunungan/perbukitan) memiliki nilai gravitasi yang lebih rendah dibandingkan permukaan bumi yang lebih rendah (lembah). /. -eadaan t)gra0# d# sek#tar t#t#k )engukuran >danya efek massa di sekitar titik observasi mempengaruhi nilai gravitasi pada titik pengamatan. >danya bukit dan lembah di sekitar titik amat akan mengurangi besarnya gaya berat yang sebenarnya. . ar#as# ra)at !assa atuan d# a"a* )er!ukaan &an!al(3target4 engan adanya suatu massa yang berbeda densitas dibawah permukaan bumi menyebabkan teradi perbedaan nilai gravitasi pada permukaan. -ilainya bergantung gaya tarik antar massa yang menandakan perubahan nilai gravitasi.
II./. Ta*a)an Pengla*an Data Gravity 1. -n,ers# Pe!a5aan +ra,#t(!eter
ntuk memperoleh nilai gravitasi harus melakukan konversi dari skala pembacaan gravitymeter kedalam satuan gaya berat (m$al). engan beredarnya alat gravitymeter , maka bermacam macam table konversi alat. &onversi pada alat tergantung pada alat dan table yang digunakan. 2. -n,ers# 'eeda5k
&onversi feedback merupakan konversi pembacaan pada alat dalam skala pembacaan dan dikonversi kesatuan gaya berat yaitu mgal. &onversi tersebut megunakan rumus.
5
Konversi feedback = Konstanta konversi x
1
m
x Feedback (11.B)
$. -reks# T#ngg# Alat
inggi alat merupakan arak antara permukaan atas gravitymeter dengan titik ukur $#. uuannya agar pembacaan gravitasi disetiap pengukuran mempunyai posisi ketinggian yang sama dengan pengukuran hasil data $#. KTA = 0,308 x TA
(11.2A)
/. -reks# Pasang Surut
'erdasarkan hukum -ewton yang melandasi konsep gravitasi maka kedudukan bintang!bintang dan planet pada sistem tata surya akan dipengaruhi besar kecilnya gaya gravitasi. 'enda langit tersebut yang paling dominan pengaruhnya adalah bulan dan matahari. #ada umumnya besarnya koreksi pasang surut telah ditabelkan, dan telah dibuat banyak sekali s!"t#are yang menghitung koreksi tersebut. alah satunya dengan memasukkan data lintang dan buur dalam deraat dan menit, tinggi titik ukur dalam meter, selang waktu pencuplikan, tanggal mulai dan akhir. . -reks# drift
#engukuran gravitasi berulang pada suatu tempat akan member ikan hasil yang berbeda, meskipun secara teoritis harga gravitasi suatu tempat dianggap konstan &oreksi apungan timbul dari konsekuensi penggunaan alat yang menggunakan pegas yaitu adanya Cfactor kelelahanD. elain factor kelelahan koreksi apungan uga disebabkan sifat pegas yang tidak elastic sempurna sebagai penyebab timbulnya perubahan harga standar alat ukur yang ditandai dengan pergeseran titik nol. #enyebab lain adalah goncangan yang teradi saat alat dipindahkan dalam keadaan alat tidak diklem. &oreksi apungan adalah koreksi yang disebabkan oleh alat itu sendiri yang menunukan perubahan harga setiap waktu yang dapat dianggap linear untuk angka waktu yang relative pendek.
6
II.. Looping
#ada umumnya, pengambilan data metode gravitasi dilakukan dengan proses $!!%ing . #roses $!!%ing dimulai dari titik yang telah ditentukan dan berakhir pula dititik tersebut. uuan proses $!!%ing ialah agar dapat diperoleh koreksi kelelahan alat (dri"t ) yang disebabkan karena perubahan pembacaan alat akibat gangguan berupa guncangan pegas alat gravimeter selama peralanan. +a!ar II.1. Eontoh #roses &!!%ing
7
BAB III METODOLO+I PENELITIAN
III.1. D#agra! Al#r Pengla*an Data
Mulai
Data sintetik Konversi feedback dan skala pembacaan Koreksi tinggi alat dan pasang surut G G rerata Koreksi drift G G observasi Gra!k G observasi" elevasi" G #bs vs $levasi %eta $levasi dan peta G observasi
%emba&asan Kesimpulan
'elesai
(
+a!ar III.1 iagram >lir #engolahan ata
III.2. Pe!a*asan D#agra! Al#r Pengla*an Data
'erdasarkan diagram alir di atas, pengolahan data $ obs dapat dikerakan dengan lagkah F langkah 7 2. ari data sintetik yang sudah didapat maka di konversi terlebih dahulu yaitu konversi "eed'a dan skala pembacaan. elain di konversi data tersebut uga dikoreksi yang meliputi koreksi pasang surut dan koreksi tinggi alat. 5. Gakukanlah perhitungan untuk mendapatkan $ dan $ rerata. Galu, koreksi data tersebut untuk mendapatkan H$ dengan menggunakan koreksi dri"t . 3. etelah mendapatkan $ obs melalui penumlahan H$ dengan $ absolut maka buatlah grafik elevasi, grafik $ obs, dan grafik keduanya. 0al ini dilakukan untuk mengetahui kaitan kedua grafik tersebut. 4. $unakan s!"t#are s*r"er 0 untuk membuat peta $ %bs dan peta "levasi. alam membuat peta elevasi dibutuhkan data I, J, dan : sedangkan untuk peta $ obs dibutuhkan data I, J, dan $. ;. ari data peta yang telah siap dalam bentuk pdf, buat kop melalui !re$ dra# dan peta siap di print. . 'uatlah laporan dan kesimpulan hubungan kedua grafik dan hubungan kedua peta tersebut berdasarkan data yang telah diolah sebelumnya.
)
BAB I HASIL DAN PEMBAHASAN
I.1. Tael Pengla*an Data &Terla!)#r4 Tael I.1.1. #engolahan ata
1*
11
12
13
I.2. Pe!a*asan +ra0#k I.2.1. Pe!a*asan +ra0#k Ele,as# L#ntasan 12
+m
+m +a!ar I.1. $rafik "levasi Gintasan 25
'erdasarkan gambar grafik diatas grafik elevasi lintasan 25 mempunyai ketinggian tertinggi yaitu 534 m yang terletak pada arak BAA m dan terendah yaitu 23 m yang terletak pada arak AA m. &etinggiannya relatif sama dari arak A F AA m. #ada arak AA F 2AAA m teradi kenaikan yang cukup menanak dari titik 6 yang mempunyai ketinggian 23 m, ke titik 2A yang mempunyai ketinggian 534 m. ika dilihat secara keseluruhan, maka ketinggian pada daerah observasi semakin besar. -amun, ada teradi penurunan yang terletak dari ketinggian 266 meter ke ketinggian 23 meter. &emudian teradi kenaikan dari 266 meter ke ketinggian 534 meter, lalu mengalami penurunan ke ketinggian 532 meter. $ambar grafik diatas dibuat dengan menggunakan mir!s!"t exe$.
14
I.2.2. Pe!a*asan +ra0#k + Os L#ntasan 12
+a!ar I.2. $rafik $ %bservasi Gintasan 25
'erdasarkan gambar grafik diatas mempunyai nilai $ observasi yang diambil dari setiap stasiun yang sudah di observasi. $ observasi terendah sebesar B6246.A22 mgal yang terletak pada arak 2AAA m. an nilai $ observasi tertinggi sebesar B626.AB66 mgal yang terletak pada arak A m. $rafik $ observasi lintasan 25 relatif turun pada arak 6AA m sampai BAA m teradi penurunan yang cukup taam yaitu dengan nilai $ observasi sebesar B624,55 mgal sampai B6246,A22 mgal. an teradi uga penurunan secara perlahan yang terletak pada stasiun 2 sampai stasiun ; dengan nilai $ obs sebesar B62 mgal sampai B624,2 mgal Meskipun relatif turun, ada uga teradi kenaikan dengan nilai $ observasi sebesar B623,A;43 mgal sampai B624,55 mgal pada arak AA m sampai 6AA m.
15
I.2.$. Pe!a*asan +ra0#k + Os s Ele,as# L#ntasan 12
+a!ar I.$. $rafik $ %bservasi 8s "levasi Gintasan 25
'erdasarkan grafik "levasi 8s $ %bservasi dapat dinyatakan bahwa hubungan ketinggian dengan $ berbanding terbalik. apat dilihat garis warna merah yang merupakan "levasi relatif naik, sedangkan garis warna biru yang merupakan $ observasi relatif turun. 'isa dilihat pada titik 2A dengan elevasi tertinggi yaitu sebesar 534 m memiliki nilai $ observasi terendah pada lintasan 25 sebesar B624B,63 mgal. edangkan dengan nilai dengan nilai $ observasi yang tinggi yaitu sebesar B624,55 mgal mempunyai elevasi terendah yaitu 24 m yang terletak pada titik 6. emakin rendah suatu tempat dari massa maka $ observasinya semakin besar, begitu uga sebaliknya. 0al ini uga dapat diperkuat melaui melalui rumus percepatan gravitasi.
16
I.$. Pe!a*asan Peta I.$.1. Peta Ele,as# Peta Elevasi
Keterangan 1
-1 .itik / titik 1
pengambilan data - 0okasi pengambilan data kelompok 12
+a!ar I./. #eta "levasi
'erdasarkan peta elevasi diatas dapat kita lihat pada lintasan 25 yang merupakan lintasan daerah yang diobservasi mempunyai ketinggian tertinggi yaitu 534 m yang terletak pada arak BAA m dan terendah yaitu 23 m yang terletak pada arak AA m.
&etinggian dengan titik terendah ditandai dengan warna
merah, yang mempunyai ketinggian sebesar 564 m terletak pada koordinat 42AA dan B24A6A4 dan berada pada lintasan 4. &etinggian dengan titik terendah ditandai dengan warna ungu, yang mempunyai ketinggian sebesar 234 m terletak pada koordinat 424AA dan B32BAAA dan berada pada lintasan 2. #ada daerah utara memiliki ketinggian paling tinggi, sedangkan pada bagian tengah peta merupakan ketinggian dengan nilai terendah.
17
I.$.2. Peta + Os Peta G Obs
nga&
Keterangan 1
-1 .itik / titik 1
pengambilan data - 0okasi pengambilan data kelompok 12
+a!ar I.. #eta $ %bservasi
'erdasarkan peta $ observasi diatas dapat kita lihat ketinggian dengan titik terendah ditandai dengan warna merah serta mempunyai nilai gravitasi yang tinggi. &etinggian dengan titik tertinggi ditandai dengan warna ungu serta mempunyai nilai gravitasi yang rendah. apat kita lihat pada bagian tengah peta merupakan daerah yang relatif rendah. -ilai tertinggi gravitasi pada peta diatas adalah B626.25;3, sedangkan nilai terendah gravitasi pada peta diatas adalah B6246.A22. #ada line 25 yang merupakan daerah observasi memiliki $ observasi terendah yaitu sebesar B62 mgal sampai B62;A mgal. apat dilihat uga daerah dengan nilai $ observasi tertinggi berada di tengah agak ke utara.
1(
I.$.$. Huungan Peta + Os s Ele,as#
Peta Elevasi Vs G Obs
U
+a!ar I.. #eta $ %bs 8 "levasi
apat dilihat dari gambar diatas bahwa dari pengolahan data $ observasi menghasilkan dua peta yaitu peta $ observasi dan peta elevasi. Karna yang dihasilkan oleh kedua peta diatas uga berbeda. #ada peta $ observasi ketinggian dengan titik terendah ditandai dengan warna merah serta mempunyai nilai gravitasi yang tinggi. &etinggian dengan titik tertinggi ditandai dengan warna ungu serta mempunyai nilai gravitasi yang rendah. edangkan untuk peta elevasi ketinggian dengan titik terendah ditandai dengan warna ungu, ketinggian dengan titik terendah ditandai dengan warna merah. &arena berbanding terbalik maka dapat disimpulkan bahwa semakin rendah ketinggian suatu daerah maka nilai gravitasinya semakin besar, dan semakin tinggi ketinggian di suatu daerah semakin kecil nilai gravitasinya.
BAB
1)
PENUTUP
.1. -es#!)ulan
ari data laporan diatas, maka dapat ditarik kesimpilan bahwa7 #ada grafik lintasan 25 $ observasi 8s "levasi didapatkan bahwa berbanding terbalik. $rafik elevasi lintasan 25 relatif naik sedangkan grafik $ observasi lintasan 25 relatif turun. $rafik elevasi lintasan 25 mempunyai ketinggian tertinggi yaitu 534 m yang terletak pada arak BAA m dan terendah yaitu 23 m yang terletak pada arak AA m. edangkan untuk peta $ obs nilai terendah sebesar B6246.A22 mgal yang terletak pada arak 2AAA m. an nilai $ observasi tertinggi sebesar B626.AB66 mgal yang terletak pada arak A m. #ada peta elevasi didapatkan titik tertinggi sebesar 564 m dan titik terendah sebesar 234 m. itik tertinggi terdapat pada lintasan 4 dan titik terendah terdapat pada lintasan 2. -ilai tertinggi gravitasi pada peta $ obs adalah B626.25;3, sedangkan nilai terendahnya adalah B6246.A22. ari hubungan kedua peta tersebut maka semakin tinggi gravitasinya maka semakin rendah ketinggiannya, dan semakin rendah gravitasinya maka semakin tinggi ketinggiannya.
.2. Saran
ibutuhkan ketelitian untuk dapat mengolah data pada microsoft eLcel dan pasut. &arena rumusnya berkesinambungan, ika salah satu ada yang salah maka tidak menutup kekmungkinan hasil selanutnya uga sa lah.
2*