MAKALAH PRAKTIKUM

APLIKASI PENGUKURAN MANDIRI PADA KETINGGIAN GEDUNG

DISUSUN OLEH :

ADE TRI WAHYUNI (H22112004)

OKTA LIUS (H22112010)

RESI RUSMAWARNINGSIH (H22112006)

YENNI PRATIWI (H22112007)

LABORATORIUM FISIKA

PRODI FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS TANJUNGPURA

PONTIANAK

2013

FISIKA

Percobaan 8

Gerak Jatuh Bebas

I. TujuanSetelah melakukan praktikum mandiri ini, diharapkan

para peserta praktikum dapat menentukan nilai ketinggian suatu gedung dengan prinsip Gerak Lurus Berubah Beraturan.

II. Dasar TeoriII.1 Gerak Lurus

Gerak merupakan perubahan posisi atau kedudukan suatu benda terhadap sebuah acuan tertentu. Studi mengenai gerak benda yang merupakan penjelasan mengenai bagaimana benda bergerak disebut kinematika. Gerak lurus tanpa putaran atau tanpa berotasi disebut gerak translasi. Gerak lurus merupakan gerak yang memiliki satu dimensi (benda yang bergerak pada jalur yang lurus sehingga merupakan gerak satu dimensi). Kedudukan merupakan letak atau posisi suatu benda pada waktu tertentu terhadap acuan. Perpindahan merupakan perubahan posisi benda dalam selang waktu tertentu (Giancoli, 2001).

Laju rata-rata merupakan jarak total yang ditempuh sepanjang lintasannya dibagi dengan waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak tersebut.Secara matematis dituliskan :

..................................................................................(1.1)v= st

dengan : v : laju rata-rata (m/s)s : jarak total yang ditempuh (m)t : waktu tempuh yang diperlukan (s)

Giancoli,2001Kecepatan merupakan besaran vektor, namun

kecepatan juga didefinisikan dalam hubungannya dengan perpindahan, dan bukan dalam jarak total yang ditempuh.

..............................................................................(1.2)

dengan:v : kecepatan rata-rata (m/s)∆ s : perpindahan benda (m)∆ t : waktu tempuh yang diperlukan (s)

Giancoli, 2001

Sebuah benda yang kecepatannya berubah setiap satuan waktu dikatakan mengalami percepatan. Dengan demikian percepatan merupakan seberapa cepat kecepatan sebuah benda berubah. Percepatan rata-rata ditulis dengan rumus :

..................................................................................(1.3)

dengan:a : percepatan rata-rata (m/s2)∆ v : perubahan kecepatan (m/s)∆ t : waktu tempuh yang diperlukan (s)

Giancoli, 2001

v=∆ s∆ t

a=∆ v∆ t

II.2 Gerak Lurus Berubah BeraturanSituasi praktis terjadi ketika percepatan konstan

atau mendekati konstan, yaitu apabila percepatan tidak berubah terhadap waktu. Keadaan ketika besar percepatan konstan dan gerak melalui garis lurus disebut Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB). Dengan demikian dalam Gerak Lurus Berubah Beraturan ini, maka percepatan sesaat dan percepatan rata-rata adalah sama. Untuk aplikasi gerak jatuh bebas perhatikan gambar 2.1 ;

Gambar 2.1 . Buah kelapa yang jatuh dari pohonnya merupakan contoh Gerak Lurus Berubah Beraturan.

Dalam Gerak Lurus Berubah Beraturan, waktu awal untuk setiap pembahasan adalah nol yaitu t 1=0. Sedangkan t 2 = nilai hitung waktu yang diperlukan≠ 0. Jarak awal x1=x0 dan kecepatan awal v1=v0, dan pada waktu t posisi dan kecepatan benda masing-masing adalah x dan v(bukan x2 dan v2). Sehingga kecepatan rata-rata selama waktu t berdasarkan persamaan untuk kecepatan rata-rata dirumuskan :

.................................................................................(1.4)v=x−x0

t−t0=

x−x0

t

Karena t 0=0 dan percepatan dianggap konstan terhadap waktu, maka di peroleh persamaan :

.................................................................................(1.5)

Selanjutnya dapat menentukan kecepatan sebuah benda setelah rentang waktu tertentu jika diketahui percepatannya. Kedua sisi dikalikan dengan t , sehingga diperoleh persamaan yaitu :

................................................................................(1.6)

Sehingga dapat dituliskan :

................................................................................(1.7)

dengan :v0 : kecepatan awal ( m/s)v : kecepatan akhir (m/s)a : percepatan (m/s)t :waktu (s)

Berikut adalah hubungan antara perpindahan, percepatan dan waktu pada GLBB, yaitu ;Dari definisi kecepatan rata-rata :

Persamaan ini dapat ditulis :

a=v−v0

t

at=v−v0

v=v0+at

v=x−x0

t−t0=

x−x0

t

x=x0+v t

Kerana kecepatan bertambah secara beraturan, kecepatan rata-rata v akan berada di tengah-tengah antara kecepatan awal dan kecepatan akhir, yang dirumuskan :

..................................................................................(1.8)

Dengan menggabungkan dua persamaan (1.7) dengan persamaan (1.8), maka didapatkan :

..................................................................................(1.9)

dengan :

Berikut adalah hubungan antara Perpindahan, kecepatan, dan Percepatan pada GLBB, yaitu :

v=v0+v

2

Dari persamaan (1.7), (1.8), dan (1.9) merupakan tiga dari empat persamaan yang berguna untuk gerak dengan percepatan konstan (GLBB). Sebelum menyelesai kan persamaan (1.9) terlebih dahulu selesaikan persamaan (1.7). Penyelesaian (1.7) untuk mencari t dengan rumus :

..................................................................................(2.0)

Dengan mensubstitusi persamaan ini ke persamaan (2.8), maka di dapatkan :

Selanjutnya , persamaan ini diselesaikan untuk mendapatkan :

.................................................................................(2.1)

t=v−v0

a

Beberapa persamaan yang merupakan hubungan posisi, kecepatan, percepatan, dan waktu jika konstan. Berikut beberapa persamaan tersebut :

................................................................................(2.2)

Persamaan-persamaan tersebut tidak akan berlaku jika percepatannya berubah (Giancoli, 2001).

II.3 Gerak Jatuh BebasSalah satu contoh gerak yang populer yang

berkaitan dengan Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) adalah benda yang mengalami jatuh bebas dengan jarak yang tidak jauh dari permukaan tanah. Galileo Galilei berpendapat bahwa “ Pada suatu lokasi tertentu di Bumi dan dengan tidak adanya hambatan udara, semua benda jatuh dengan percepatan konstan yang sama”. Percepatan konstan ini merupakan percepatan yang yang disebebkan oleh gravitasi pada bumi, dengan simbol g, yang besarnya kira-kira :

g= 9,8 m /s2

Benda jatuh bebas kita gunakan persamaan-persamaan (2.2), dengan a kita gunakan nilai g= 9,8 m /s2. Selain itu, karena gaya gerak tersebut vertikal, maka mengganti x dengan y , dan menempatkan y0

ditempat x0 (Giancoli, 2001).

III. Alat dan BahanAlat dan bahan yang digunakan pada praktikum mandiri

mengenai pengukuran gedung ini ialah :1. Sendok, sebagai benda yang dijatuhkan.2. Tali, sebagai media hitung ketinggian gedung.3. Stopwatch, alat ukur waktu pada saat benda dijatuhkan.4. Meteran, sebagai pembanding alat akur pada tali.5. Alat tulis, sebagai alat untuk penulisan hasil

pengukuran.

IV. Prosedur KerjaProsedur kerja yang dilakukan selama praktikum ialah :

1. Disiapkan suatu gedung yang akan diteliti.2. Disiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.3. Diukur ketingggian gedung dengan mengunakan tali.4. Dijatuhkan sendok dengan 5 kali pengulangan

percobaan.5. Dihitung waktu tempuh sendok dengan mengunakan

stopwatch.6. Dibandingkan pengukuran tinggi gedung dengan

mengunakan meteran.7. Dicatat hasil pengukuran.8. Ditentukan hasil pengukuran.

V. Data PengamatanDari hasil praktikum mandiri mengenai pengukuran

pada ketinggian gedung diperoleh data sebagai berikut :

Percobaan Waktu tempuh benda (t)

1 1,36 sekon2 1,32 sekon3 1,38 sekon4 1,34 sekon5 1,37 sekon

∑t= 6,77 sekon

t = 1,354 sekon

VI. PerhitunganSetelah data diperoleh, maka dilakukan perhitungan. Perhitungan dilakukan dengan cara :

VI.1 Perhitungan ketidakpastian waktut=t ± ∆ t

Dengan mencari nilai ∆ t :

∆ t=√ ∑(t i−t )n (n−1)

¿√(0,006)2+¿¿¿

¿√ 0,000036+0,001156+0,000676+0,000196+0,00025620

¿√ 0,0023220

=0,000116 s

Sehingga ∆ t=0,000116 s

VI.2 Perhitungan ketidakpastian yy=y ± ∆ y

- Perhitungan secara teori pada y :

y= 12

g t2

y=12

(9,8 ) .(1,354)2

y=12

(9,8 ) .(1,833316)

y=12

(17,9664968 )

y=8,9832484 meter- Perhitungan secara alat (meteran) pada y :

y= 9 meter + 17 centimeter

y= 9 meter + 0,17 meter

y= 9,17 meter

- Perhitungan ∆ y secara teori :

dengan ∆ y=√¿¿

karena ∆ g = 0, maka nilai gravitasi bersifat konstan.Sehingga diperoleh rumus :∆ y=√(¿ .∆ t)2

Maka, perhitungan menjadi ;∆ y=√(¿ .∆ t)2

∆ y=√(9,8 . 1,354 .0,000116)2 Sehingga, ∆ y=0,0015392272 meter

VI.3 Perhitungan KR y

KR y= ∆ yy

.100 %

=0,00153922728,984787629

.100 %

=0,01713441654 %

Sehingga, ∆ y=0,0015392272 meterMaka, y=y ± ∆ y

=(8,9832 ± 0,0015) meter.

VI.4 Perhitungan KR t

KR t= ∆ tt

.100 %

=0,0001161,354

.100 %

=0,008567

Sehingga ∆ t=0,000116 s

Maka, t=t ± ∆ t

=(1,354 ± 0,0085) sekon

VII. PembahasanPada praktikum mandiri mengenai pengukuran gedung

serta dengan mengunakan prinsip gerak jatuh bebas diperoleh ; Pengukuran tinggi gedung secara teori diperoleh nilai sebesar 8,9832484 meter, sedangkan pengukuran nilai y secara alat(meteran) diperoleh nilai sebesar 9,17 meter. Untuk pengukuran waktu tempuh mengunakan perhitungan secara teori. Sehingga pengukuran pertama =1,36 sekon, pengukuran kedua=1,32 sekon, pengukuran ketiga=1,38 sekon, pengukuran keempat=1,34 sekon, dan perhitungan kelima=1,37 sekon.

Untuk kelima pengukuran waktu terdapat nilai ketidakpastian sebesar 0,000116 sekon, pada pengukuran

waktu terdapat perbedaan antara pecobaan pertama dengan keempat percobaan yang lain begitu pula sebaliknya. Hal ini disebabkan karena adanya pengaruh udara luar yang mengambat gerak jatuh benda, selain itu pengaruh posisi benda pada saat akan dijatuhkan.

Selain terdapat kesalahan pada perhitungan waktu, pengukuran ini juga terdapat kesalahan perhitungan pada nilai ketinggian gedung, yaitu nilai perhitungan secara teori bernilai 8,9832484 meter, sedangkan perhitungan secara alat ukur bernilai 9,17 meter. Kesalahan dalam pengukuran disebabkan oleh kurangnya ketelitian dalam pengukuran, seperti; kurangnya kecermatan dalam membaca skala alat ukur, kurangnya kecermatan dalam pengukuran, kesalahan dalam pembulatan dan penulisan angka penting.

VIII. Kesimpulan dan SaranVIII.1 Kesimpulan

Dari percobaan pengukuran ketinggian gedung yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa :

1. Gerak merupakan perubahan posisi atau kedudukan suatu benda terhadap sebuah acuan tertentu.

2. Gerak lurus tanpa putaran atau tanpa berotasi disebut gerak translasi. Gerak lurus merupakan gerak yang memiliki satu dimensi.

3. Salah satu contoh gerak yang populer yang berkaitan dengan Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) adalah benda yang mengalami jatuh bebas dengan jarak yang tidak jauh dari permukaan tanah.

VIII.2 Saran

Dalam praktikum mengenai geraj jatuh bebas ini, diharapkan :

1. Para peserta praktikum dapat mengerti meteri mengenai gerak jatuh bebes, dan diharapkan dapat mengaplikasikannya dalam kehidupan sehari-hari.

2. Kepada pihak pendidik, diharapkan memberikan pengajaran terhadap bahan yang akan dipraktikumkan terlebih dahulu, agar para peserta praktikum tidak bersusah-payah dalam melakukan pengukuran, sehingga para peserta praktikum lebih mudah menentukan hasil pengukuran.

IX. Daftar Pustaka

Giancolli ,C. Douglas. 2001. fisika. edisi 5. jilid 1. A.B.Yuhilza

Hanum . Jakarta : Penerbit Erlangga

X. Lampiran