BAB I PENDAHULUAN

1.1 Tujuan Percobaan Tujuan dari percobaan gerak jatuh bebas ini adalah agar peserta praktikum dapat memahami konsep dari gerak jatuh bebas. Dapat mengukur waktu benda yang jatuh bebas sebagai fungsi dari jarak. Dan diharapkan juga dapat menentukan percepatan grafitasi bumi di tempat percobaan dengan metode gerak jatuh bebas.

1.2 Dasar Teori Definisi tentang gerak jatuh bebas adalah gerak jatuhnya suatu benda ke bumi. Jika tidak ada gesekan udara, walaupun ukurannya berbeda jatuhnya akan bersamaan di muka bumi dengan kecepatan yang sama, dan apabila jaraknya tidak terlalu besar maka percepatannya akan selalu konstan. ( Grambastita, 2004 ) Salah satu contoh tentang gerak lurus berubah beraturan merupakan gerak suatu benda yang dibiarkan untuk jatuh bebas dengan jarak yang tidak jauh dari permukaan tanah. Benda akan jatuh dengan percepatan konstan yang sama, jika tidak ada udara ataupun hambatan lainnya. Pernyataan dari Galileo tersebut menepis anggapan bahwa benda yang jatuh lebih cepat adalah benda yang mempunyai massa lebih ringan dan laju jatuhnya benda jatus bebas berbanding lurus dengan massa benda tersebut. Bahwa benda jatuh bebas dengan posisi awal diam, maka jarak yang ditempuh akan sebanding dengan kuadrat jaraknya atau dua kali dari jaraknya. Selain itu Galileo juga menyumbangkan aspirasinya, yaitu pada suatu lokasi tertentu di bumi dan tidak adanya hambatan udara, semua benda jatuh bebas dengan percepatan konstan yang sama, hal tersebut biasa disebut dengan konstanta grafitasi. Pada percepatan grafitasi yang bernilai 9.8 m/s2. Saat itulah ketetapan hukum atau ketetapan grafitasi dirumuskan dengan ketetapan g = 9.8 m/s2. ( Giancolli, 1999 ) Persamaan sebuah gerak dapat ditetapkan dengan berbagai macam persamaan. Persamaan gerak untuk gerak jatuh bebas dirumuskan sebagai berikut : V = V0 + a . t V = V0t + 12 at2 Y = 12 ( V0 + Vy ) t Vt2 = V02 + 2ay ( Halliday, 1985 )

Besarnya percepatan grafitasi bumi sesuai dengan garis lintang dan ketinggiannya. Akan tetapi variasinya cukup kecil, sehingga dapat diabaikan. Hambatan udaranyapun tidak perlu dihiraukan sehingga tidak berpengaruh. (Miller, 1954) Suatu benda yang jatuh bebas akan menempuh waktu yang sama jika tidak ada kecepatan awal, tidak ada gaya gesek yang terjadi selama di udara, sehingga gaya gesek di udara diabaikan. ( Tippler, 1991 )

BAB II

METODOLOGI

2.1 Peralatan Pada percobaan gerak jatuh bebas ini ada beberapa lat dan bahan yang digunakan selama percobaan berlangsung. Alat dan bahan yang digunakan yaitu satu set instrumen penjatuh benda, dua bola besi atau baja, satu set pencatat waktu, satu skala vertikal, satu sumber tegangan DC, dan kabel penghubung secukupnya.

2.2 Tata laksana percobaan Pada percobaan gerak jatuh bebas ini hal pertama yang dilakukan adalah dirangkai instrumen penjatuh benda. Setelah alat percobaan instrumen penjatuh benda telah telah dirangkai, dihitung massa pada kedua bola. Kemudian dinyalakan pencatat waktu. Bola pertama ditempelkan pada magnet, diantara magnet dan bola yang diberi kertas. Tiang diposisikan tegak lurus. Plat diposisikan normal, dan setelah itu plat ditekan dan akhirnya bola jatuh pada plat, pencatat waktu menunjukkan waktu yang dipergunakan untuk bola sampai jatuh pada plat, dicatat waktu yang diperlukan. Sebelum tertekannya plat dan bola jatuh ditentukan terlebih dahulu ketinggiannya. Dilakukan percobaan bola 1 sebanyak lima kali dalam satu ketinggian serta ketinggian diubah sebanyak lima kali. Hal ini dilakukan untuk memperolah hasil yang berfariasi. Untuk bola 2 perlakuannya sama dengan bola pertama, hanya bola pertama diganti dengan bola kedua.

2.3 Gambar alat dan bahan 2.3.1 Bola

Bola 1

Bola 2

2.3.2 Gambar rangkaian percobaan

BAB III ANALISA DAN PEMBAHASAN

3.1 DATA HASIL PERCOBAAN 3.1.1 BOLA I No. s (cm) t1 1. 2. 3. 4. 5. 10 15 20 25 30 130 151 182 222 239 t2 130 154 178 222 237 t (ms) t3 132 153 177 219 239 t4 131 152 178 219 239 t5 134 154 183 221 240 131.4 152.8 181.4 220.6 238.8 t (ms)

3.1.2 BOLA II No. s (cm) t1 1. 2. 3. 4. 5. 10 15 20 25 30 132 147 170 221 238 t2 130 152 172 223 234 t (ms) t3 131 152 173 221 236 t4 130 151 183 223 231 t5 130 152 173 221 234 130.6 150.8 174.2 221.8 234.6 t (ms)

3.2 PERHITUNGAN 3.2.1 BOLA I s (m) 10 x 10-2 15 x 10-2 20 x 10-2 25 x 10-2 30 x 10-2 t(s) 0.13 0.15 0.18 0.22 0.24 t2 0.0169 0.0235 0.0324 0.0484 0.0576 v 0.77 1 1.11 1.14 1.25 v-v2 0.0806 0.0029 0.0031 0.0074 0.0384 g 11.83 13.33 12.35 10.33 10.42 g-g2 0.0324 2.8229 0.49 1.7424 1.5129

v1=s1t1=10x10-213x10-2=0.77 v2=s2t2=15x10-215x10-2=1 v3=s3t3=20x10-218x10-2=1.11 v4=s4t4=25x10-212x10-2=1.14 v5=s5t5=30x10-224x10-2=1.25 v= 0.77+1+1.11+1.14+1.255=1.054

g4-g2=10.33-11.652=1.7424 v1-v2=0.72-1.0542=0.0806 v2-v2=1-1.0542=0.0029 v3-v2=1.11-1.0542=0.0031 v4-v2=1.14-1.0542=0.0074 v5-v2=1.25-1.0542=0.0384 g5-g2=10.42-11.652=1.5129

g1=2s1t12=20x10-20.0169=11.83 g2=2s2t22=30x10-20.0225=13.33 g3=2s3t32=40x10-20.0324=12.35 g4=2s4t42=50x10-20.0484=10.33 g5=2s5t52=60x10-20.0576=10.42 g=11.83+13.33+12.35+10.33+10.92 5=11.65

v=v-v2n(n-1)=0.1320=0.080 Krv=vvx100%=0.0801.054x100%=7. 5% v=vv=1.0540.080

g=58.2620=2.91=1.70

g1-g2=11.83-11.652=0.0324 g2-g2=13.33-11.652=2.8214 g3-g2=12.35-11.652=0.49

Krg=ggx100%=1.7011.65x100%=14 .5%

g=gg=11.651.70

Grafik (v) s 10 x 10-2 15 x 10-2 20 x 10-2 25 x 10-2 30 x 10-2 t 0.13 0.15 0.8 0.22 0.24

tan=yx=20,6-17,429-15,5=3,213,5=0,23 v=1tan=10,23=4,35 Krv= ya-yb2y0 x 100%= 20,6-17,42.186x100%=3,636x100%= 8,9% v=Krv x v=8,9% x 4,5=0,38 v= vv=4,35 0,38

Grafik (g)

s 10 x 10-2 15 x 10-2 20 x 10-2 25 x 10-2 30 x 10-2

t2 0,0169 0,0225 0,0284 0,484 0,0525

tan=yx=500-33630-16=21414=15,28 g=1tan=115,28=0,65 Krg= ya-yb2y0 x 100%= 500-3362.477,5x100%=214955x100%=22% g=22% x 0,65=0,14 g= g g=0,065 0,014

3.2.2 Bola 2 S 10 15 20 25 30 x x x x x 10-2 10-2 10-2 10-2 10-2 0.13 0.15 0.17 0.22 0.23 t t2 0.0169 0.0225 0.0289 0.0484 0.0529 V 0.77 1 1.18 1.14 1.30 v- v2 0.0946 0.0061 0.0104 0.0038 0.0429 g 11.83 13.33 13.84 10.33 11.34 g- g2 0.09 1.44 2.92 3.24 0.62

V1 = s1t1 = 10 x 10-213 x 10-2 V2 = s2t2 = 15 x 10-215 x 10-2 V3 = s3t3 = 20 x 10-217 x 10-2 V4= s4t4 = 25 x 10-222 x 10-2 V5 = s5t5 = 30 x 10-223 x 10-2 v

= 0.77 =1 = 1.18 = 1.14 = 1.30 = 1.078

=

0.77+1+1.18+1.14+1.305

v1 - v v2 - v v3 - v v4 - v v5 - v

2 2 2 2 2

= = = = =

0.77-1.078 1-1.0782

2

=

0.3082

2

= 0.0946

=2 2 2

0.078

= 0.00612 2 2

1.18-1.078 1.14-1.078 1.30-1.078

= = =

0.102 0.062 0.222

= 0.0104 = 0.0038 = 0.0492

g1 = g2 = g3 =

2s1t12 2s2t22 2s3t32

= = =

20 x 10-20.0169 30 x 10-20.0225 40 x 10-20.0289

= 11.83 = 13.33 = 13.84

g4 = g5 =g

2s4t42 2s5t52

= =

50 x 10-20.0484 60 x 10-20.0529

= 10.33 = 11.34 =60.675

=

11.83+13.33+13.84+10.33+11.345

= 12.13

g1-g2=11,83-12,132= 0,32 =0,09 g2-g2=13,33-12,132= 1,22 =1,44 g3-g2=13,84-12,132= 1,712 =2,92 g4-g2=10,33-12,132= 1,82 =3,24 g5-g2=13,39-12,132= 0,792 =0,62 v= 0,1620=0,008=0,089 Krv= vv x 100%= 0,0891,078x100%= 8,25% v= vv=1,078 0,089 g= 8,3120=0,42=0,64 Krg= gg x 100%= 0,6412,13x100%= 5,2% g= gg=12,13 0,64 Grafik (V) S 10 x 10-2 15 x 10-2 20 x 10-2 25 x 10-2 30 x 10-2 0.13 0.15 0.17 0.22 0.23 t

tan=yx=22-17,230-13,5=4,816,5=0,29 v=1tan=10,19=3,45 Krv= ya-yb2y0 x 100%= 22-17,22.19x100%=4,838x100%= 13% v=Krv x v=13% x 3,45=0,45 v= vv=3,45 0,45 Grafik (g) s 10 x 10-2 15 x 10-2 20 x 10-2 25 x 10-2 30 x 10-2 t2 0,0169 0,0225 0,0284 0,484 0,0525

tan=yx=500-30030-20=20010=20 g=1tan=120=0,05 Krg= ya-yb2y0 x 100%= 500-3002.485x100%=200970x100%= 21% g=Krg x g=21% x 0,05=0,0105 g= gg=0,05 0,0105 3.3 Pembahasan 3.3.1 Analisa Prosedur 3.3.1.1 Fungsi Alat Dalam percobaan mengenai gerak jatuh bebas ini dibutuhkan berbagai alat yang Digunakan selama percobaan berlangsung. Alat yang digunakan yaitu satu pencatat waktu yang berfungsi untuk mencatat waktu yang diperlukan bola besi untuk mencapai pada plat dari ketinggian yang ditentukan, satu jangka vertical yang berfungsi untuk menghitung ketinggian yang akan digunakan pada saat percobaan berlangsung, satu sumber tegangan yang berfungsi untuk memberikan tegangan atau energy pada alat instrument pejatuh benda, bola besi atau baja digunakan untuk bahan uji, kabel penghubung berfungsi untuk menghubungkan suatu benda ke benda yang lain dan alat penjatuh

benda berfungsi untuk alat utama dalam percobaan gerak jatuh bebas ini.

3.3.1.2 Fungsi Percobaan Dalam percobaan gerak jatuh bebas ini hal yang pertama dilakukan adalah menyusun alat yang digunakan, hal ini berfungsi sebagai langkah awal dalam percobaan setelah itu dihitung massa bola dengan digunakan neraca atau timbangan, kemudian diatur besi penopang agar tetap lurus dengan sekrup pengatur. Klem dikunci pada posisi serendah mungkin dan diatur pada plat kontak sehingga bola jatuh tepat pada permukaannya. Sumber tegangan dihidupkan dengan tujuan untuk memberikan tenaga pada alat penjatuh benda. Bola ditempelkan pada bagian bawah magnet, hal ini dilakukan untuk menguci percobaan kali ini. Pencatat waktu dihidupkan dan diposisikan dalam posisi nilai nol. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan waktu yang digunakan untuk benda jatuh pada sekrup dari ketinggian yang telah ditentukan, kemudian ditekan kunci morse untuk memulai menjatuhkan bola kemudian waktu yang ditampilkan oleh pencatat waktu dicatat. Percobaan dilakukan sebanyak 5 kali untuk setiap ketinggian yang telah diatur dengan 5 macam ketinggian yang berbeda untuk mendapatkan data yang bervariasi.

3.3.1.3 Analisa Hasil Gerak jatuh bebas adalah gerak jatuhnya benda ke bumi jika tidak ada gesekan udara walaupun diketahui ukuran massanya. Maka jatuhnya akan bersamaan di permukaan bumi. Gaya yang berpengaruh dalam percobaan ini adalah gaya gesekan udara. Dalam percobaan kali ini gaya gesekan berpengaruh dengan dibuktikannya benda jatuh pada ketinggian yang sama dan dilakukan berulang kali maka hasil yang akan didapat akan berbeda sehingga gaya gesekan udara mempengaruhi waktu tempuh benda untuk mencapai titik yang ditentukan. Pada percobaan kali ini diperoleh hasil kecepatan rata-rata pada bola pertama didapatkan 1,054 m/s sedangkan bola kedua 1,078 m/s selain kecepatan diketahui juga hasil gravitasi rata-rata bola pertama sebesar 11,05 m/s2 , deviasi kecepatannya 0,080 dan kesalahan relatif kecepatannya 7,5%. Deviasi gravitasinya 1,7 dan keslahan relative gravitasinya 14,5%. Pada bola kedua diperoleh gravitasi rata-ratanya 12,13 m/s2 . deviasi kecepatannya 0,089 dengan kesalahan relative kecepatannya 8,25%. Deviasi gravitasinya 0,64 keslahan related gravitasinya 5,2%

Pada percobaan kali ini digunakan kertas untuk pembatas antara bola dengan magnet, hal ini dilakukan untuk menghindari dari iduksi magnetic antara magnet penahan dengan bola. Apabila tidak diberi kertas maka akan terjadi induksi antara bola dengan magnet.

BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN 4.1KESIMPULAN Gerak jatuh bebas adalah gerak jatuhnya benda ke bumi jika tidak ada gesekan udara, apabila massa benda berbeda maka benda akan tetap jatuh bersamaan tapi secara teori benda yang lebih berat maka akan jatuh lebih dulu. Semakin jauh jarak tempuh suatu benda maka waktu yang diperlukan untuk sampai semakin lama.

Untuk menentukan gaya gravitasi dapat digunakan persamaan : g= 2st2 dan untuk mencari kesalahan relative dari kecepatan dan gravitasi dapat diperoleh dari : Kr=ya-yb2yox100% 4.2 SARAN Dalam percobaan kali ini sebaiknya praktikan lebih teliti dalam merangkai alat uji dan sebaiknya praktikan harus mempelajari terlebih dahulu materi yang dipraktekan.

DAFTAR PUSTAKA

Giancolli, Douglas.C.2001.Fisika.Jakarta:Erlangga Grambatista.2004.College Physics.New York.Mc Graw Hill Halliday, David F.1985.Fisika.Jakarta:Erlangga Miller, Jr. Franklin.1954.College Physics.New York:Mc Graw Hill Tipler, A. Paul. 1991.Fisika Untuk Sains dan Teknik.Jakarta:Erlangga