Moslem.Blog

I. Tujuan Percobaan
1. Mempelajari sifat ayunan
2. Menentukan kecepatan gravitasi

II. Dasar Teori
Gerak harmonik sederhana
Gerak harmonik sederhana (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
• GHS Angular
Kinematika GHS
• Simpangan
x(t) = Am sin (wt +q0)
dimana
x = simpangan,
Am= amplitudo,
w = frekuensi angular
q0 = sudut fasa awal

Gambar 2. 1 Grafik gerak harmonik sederhana (GHS)


Kecepatan GHS adalah turunan dari simpangan GHS


Percepatan GHS adalah turunan kedua dari simpangan atau turunan kecepatan GHS

Pada GHS, frekuensi dan periode tidak tergantung pada amplitudo

Contoh-contoh GHS
1. Bandul Matematis atau Bandul sederhana
Bandul matematik adalah sebuah bandul dengan panjang I dan massa m dan membuat GHS dengan sudut kecil (f <<). Gaya yang menyebabkan bandul ke posisi kesetimbangan dinamakan gaya pemulih yaitu mg sin q dan panjang busur adalah s = lq. Kesetimbangan gayanya adalah:

GHS bandul dapat dinyatakan:

Sehingga periode dari bandul adalah :


Gambar 2.2 Bandul Matematis
Bila amplitudo getaran tidak kecil namun tidak harmonik sederhana sehingga periode mengalami ketergantungan pada amplitudo dan dinyatakan dalam amplitudo sudut q0 yaitu:

2. Bandul Fisis
Bandul fisis memperhitung momen inersia yaitu kecenderungan benda tegar melakukan gerak rotasi. Bandul fisis memberikan torka pemulih sebesar t = Ia. Gaya pada GHS bandul fisis :

Persaman GHS pada bandul fisis:

Periode bandul fisis adalah


Gambar 2.3 Bandul Fisis
Gravitasi
Satuan percepatan rata-rata gravitasi bumi yang disimbolkan sebagai g menunjukkan rata-rata percepatan yang dihasilkan medan gravitasi pada permukaan Bumi (permukaan laut). Nilai sebenarnya percepatan gravitasi berbeda dari satu tempat ke tempat lain tergantung ketinggian dan kondisi geologi. Simbol g digunakan sebagai satuan percepatan. Dalam fisika, nilai percepatan gravitasi standar gn didefinisikan sebagai 9,806.65 m/s2 (meter per detik2), atau 32,174.05 kaki per detik2. Pada ketinggian p maka menurut International Gravity Formula.
g = 978,0495 (1+0.0052892 sin2 (p) - 0.0000073 sin2 (2p)) sentimeter per detik2. (cm/s2). Simbol g pertama kali digunakan dalam bidang aeronautika dan teknologi ruang angkasa, yang digunakan untuk membatasi percepatan yang dirasakan oleh kru pesawat ulang-alik, disebut juga sebagai g forces. Istilah ini menjadi populer di kalangan kru proyek luar angkasa. Sekarang ini berbagai pengukuran percepatan gravitasi diukur dalam satuan g. Istilah satuan gee dan grav juga menunjuk kepada satuan ini.
III. Alat dan Bahan
1. Ayunan sederhana.
2. Ayunan fisis.
3. Stopwatch.

IV. Prosedur Percobaan
A. AYUNAN SEDERHANA
Gambar :




Gambar 4.1 Ayunan sederhana
1. Ambil panjang tali tertentu
2. Ukur waktu ayunan dengan mengukur waktu yang diperlukan untuk 20 kali ayunan.
3. Ulangi percobaan ini sekurang-kurangnya 5 kali dengan mengambil panjang tali yang berlainan.
B. AYUNAN FISIS

Gambar :












Gambar 4.1 Ayunan fisis
1. Letakkan pemberat di tengah-tengah batang
2. Ukur ayunan dengan cara seperti A untuk 5 sumbu ayun yang berturut-turut pada sisi A
3. Ulangi percobaan B1 untuk 5 sumbu pada sisi B (baik ayunan fisis) yang setangkup dengan titik sumbu 2.
4. Geserkan beban (pemberat) satu atau 2 lobang kesebelah dan ulangi percobaan B2 dan B3. Ambil masing-masing 5 sumbu, tidak perlu setangkup.









VI. Pembahasan

Percobaan yang kedua adalah menggunakan ayunan fisis. Prosedur kerjanya adalah dengan menggunakan sebuah beban yang dipasang pada sebuah batang sebagai porosnya. Untuk mendapatkan data yang bervariasi letak beban diubah-ubah sehingga jarak kepusat masa (a) berbeda-beda. Kemudian beban diayunkan dan dihitung waktu yang dibutuhkan untuk mencapai 20 kali ayunan.
Data-data hasil percobaan diatas digunakan untuk menentukan percepatan gravitasi (g). Pada ayunan sederhana masa beban dan tali dapat diabaikan sehingga rumus yang digunakan adalah :


Dimana : g = percepatan gravitasi ( )
L= panjang tali (m)
T= peride (sekon)

Sedangkan perhitungan data dengan ayunan fisis digunakan rumus :

Dimana : g = percepatan gravitasi ( )
L= panjang batang (m)
T= peride (sekon)
a= jarak ke pusat masa (m)
Ada beberapa faktor yang menjadi penyebab kesalahan ini, selain karena adanya kurang teliti dalam pengambilan data, ada kemungkinan kesalahan dalam menggunakan rumus. Secara teori pada bandul fisis berat beban tidak diabaikan begitu juga dengan berat batang sebagai lengan ayun. Tapi pada penuntun praktikum berat beban dan batang diabaikan.
Ditinjau dari segi grafik, pada percobaan dengan ayunan sederhana dapat dianalisa bahwa kuadrat waktu ayun berbanding lurus dengan panjang tali yang digunakan. Sedangkan dengan ayunan fisis dapat dianalisa bahwa waktu ayun berbanding lurus dengan jarak ke pusat masa.



X. Kesimpulan
Setelah dilakukan percobaan dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :
1. Untuk menghitung percepatan gravitasi dapat digunakan ayunan sederhana dan ayunan fisis.
2. Pada bandul sederhana untuk menghitung percepatan gravitasi, berat beban dan tali dapat diabaikan.
3. Pada bandul fisis untuk menghitung percepatan gravitasi berat beban dan batang tidak diabaikan.

























DAFTAR PUSTAKA


Sutresna, Nana. 2006. Fisika untuk SMA kelas XII semestre I. Bandung: Grafindo Media Pratama.

Wibawa, I Made Satriya. 2007. Penuntun Praktikum Fisika Dasar (Farmasi). Bali

Suharsini, Maria, dkk. 2007. Kimia dan Kecakapan Hidup. Jakarta: Ganeca.

Kuswati, Tine Maria. 2005. Sains Kimia untuk SMA kelas 3. Jakarta: Bumi Aksara.

Giancoli, Douglas C. 2001. Física Edisi relima, Jilid 2. Jakarta : Erlangga.