LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM

FISIKA DASAR II“GETARAN HARMONIK SEDERHANA PADA BANDUL SEDERHANA”

Tanggal Pengumpulan : 4 April 2016

Tanggal Praktikum : 29 Maret 2016

Waktu Praktikum : 13.30-16.00 WIB

Nama : Annisa Febriana

NIM : 11150163000073

Kelompok/Kloter : 4 (Empat)/2 (Dua)

NamaAnggota :

1. Nia (11150163000059)

Kelas : Pendidikan Fisika 2 B

LABORATORIUM OPTIK

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

2016

GETARAN HARMONIK SEDERHANA PADA BANDUL SEDERHANA

A. TUJUAN PRAKTIKUM1. Menentukan kostanta gravitasi bumi menggunakan praktikum bandul sederhana2. Menentukan faktor-faktor yang mempengaruhi penentuan konstanta gravitasi3. Mempelajari metode-metode dengan berbagai perlakuan menentukan konstanta

B. DASAR TEORI

Contoh dari gerak osilasi adalah gerak osilasi pada bandul, dimana gerak bandul merupakan gerak harmonik sederhana yang memiliki amplitudo kecil. Bandul sederhana atau ayunan matematis merupakan sebuah partikel yang bermassa m yang bergantung pada suatu titik tetap dari seutas tali yang massanya diabaikan dan tali ini tidak dapat bertambah panjang (pada gambar 1) merupakan bandul sederhana yang terdiri dari panjang tali l dan beban bermassa m. Gaya yang bekerja pada beban adalah beratnya mg dan tegangan T pada tali. Tegangan tali disebabkan oleh komponen berat  Fn = mg cos θ, sedangkan komponen mg sin θ bekerja untuk melawan simpangan. Mg sin θ inilah yang dinamakan gaya pemulih (Fr). Jika bandul tersebut berayun secara kontinu pada titik tetap (0) dengan gerakan melewati titik kesetimbangan c sampai berbalik ke Bʹ ( B dan Bʹ simetris satu sama lain ) dengan sudut simpangan  θο relatif kecil maka terjadi ayunan harmonis sederhana.Gambar 1.  Osilasi gerak bandul sederhana ( Giancoli,2007).

Apabila suatu benda dilepaskan dari ketinggian tertentu, maka benda tersebut akan jatuh dan bergerak mengarah kepusat bumi. Percepatan yang dialami oleh benda yang jatuh tersebut disebabkan oleh adanya gravitasi bumi. Percepatan gravitasi bumi dapat diukur dengan beberapa metode eksperimen salah satunya adalah ayunan bandul matematis yang terdiri atas titik massa m yang digantung dengan menggunakan seutas tali tak bermassa (massa diabaikan) dengan ujung atasnya dikaitkan dindng diam. Pada sistem bandul sederhana, benda bergerak pada sumbu gerak yang hanya dkendalikan oleh gravitasi bumi dengan periode ayunan dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan (Halliday,2005).

Bila suatu benda bergerak bolak – balik terhadap suatu titik tertentu, maka benda tersebut dinamakan bergetar, atau benda tersebut bergetar. Dalam ilmu fisika dasar, terdapat beberapa kasus bergetar diantaranya adalah gerak harmonik sederhana (GHS) adalah gerak bolak – balik suatu benda yang melalui titik kesetimbangan tertentu dengan banyaknya getaran benda dalam setiap detik selalu konstan. Gerak harmonik sederhana terjadi karena adanya gaya pemulih atau restoring force. Dinamakan gaya pemulih karena gaya selalu melawan perubahan posisi benda agar kembali ketitik setimbang. Karena itulah terjadi gerak harmonik. Pengertian sederhana adalah bahwa kita mengaggap bahwa tidak ada gaya disipatif, misalnya gaya gerak dengan udara, atau gaya gesek antara komponen sistem (pegas dengan beban) atau pegas dengan statifnya ( Ishaq,2007).

C. ALAT DAN BAHAN

NO GAMBAR NAMA ALAT DAN BAHAN1

Statif

2

Beban

3

Mistar

4

Tali

5

Sensor Cahaya

6

Busur

7

Timer Counter

D. LANGKAH KERJA

NO GAMBAR LANGKAHKERJA1. Menyiapkan alat praktikum

2. Merangkait tali pada statif dengan panjang 30 cm, kemudian gantungkan beban mulai dari 50, 100, 150, dan 200 gram. Atur timer counter pada 10 osilasi. Lakukan pada percobaan pertama sudut simpangan 15

3. Pada percobaan kedua, merangkait tali pada statif dengan panjang tali 30 cm, 25 cm, 20 cm, dan 15 cm. kemudian gantungkan beban 100 gram dengan sudut simpangan 15

4. Pada percobaan ketiga, merangkait tali pada statif dengan panjang tali 30 cm, kemudian gantungkan beban 100 gram dengan sudut simpangan yang berbeda mulai dari 20, 15, 10, dan 5

E. DATA PERCOBAANData praktikum 1 (panjang tali dan sudut simpangan dibuat tetap)Panjang tali yang digunakan 30 cm = 0,3 m

Perc. Ke - 1

Massa Beban(gram)

SudutSimpangan

Waktu untuk mencapai 10 getaran (s)

1. 200 15° 12,802. 150 15° 12,83

3. 100 15° 12,904. 50 15° 12,84

Data praktikum 2 (Massa beban dan sudut simpangan dibuat tetap)Massa yang digunakan 100 gram Berat beban= N

Perc. Ke – 2

Panjang tali(m)

SudutSimpangan

Waktu untuk mencapai 10 getaran (s)

1. 30 x 10-2 15° 18,802. 25 x 10-2 15° 17,663. 20 x 10-2 15° 10,764. 15 x 10-2 15° 9,88

Data praktikum 3 (Massa beban dan panjang tali dibuat tetap)Massa yang digunakan 100 gramBerat Beban = N

Perc. Ke - 3

Massa Beban(gram)

Panjang tali(m)

Sudut simpangan

Waktu untuk mencapai 10 getaran (s)

1. 100 30 x 10-2 5° 12,752. 100 30 x 10-2 10° 12,733. 100 30 x 10-2 15° 12,684. 100 30 x 10-2 20° 12,69

F. PENGOLAHAN DATA

Periode mata pisau a (Ta)

T 1=tn=12,62

10=1,280 s g1=

4 π 2lT1

2 =4 ¿¿

T 2=tn=12,81

10=1,283 s g2=

4 π 2lT2

2 =4 ¿¿

T 3=tn=12,90

10=1,29 sg3=

4π 2lT3

2 =4 ¿¿

T 4=tn=12,84

10=1,28 s g4=

4 π2 l42 =4 ¿¿

Praktikum 2

T 1=tn=18,80

10=1,298 s g1=

4 π 2lT1

2 =4 ¿¿

T 2=tn=17,66

10=1,180 s g2=

4 π 2lT2

2 =4 ¿¿

T 3=tn=10,76

10=1,115s g3=

4π 2lT3

2 =4 ¿¿

T 4=tn=10,01

10=0,996 s g4=

4 π2 l42 =4 ¿¿

Praktikum 3

T 1=tn=12,20

10=1,220 s g1=

4 π 2lT1

2 =4 ¿¿

T 2=tn=12,28

10=1,228 s g2=

4 π 2lT2

2 =4 ¿¿

T 3=tn=13,34

10=1,334 s g3=

4π 2lT3

2 =4 ¿¿

T 4=tn=13,20

10=1,330 s g4=

4 π2 l42 =4¿¿

G. PEMBAHASAN

Pada praktikum kali ini praktikan melakukan percobaan Bandul sederhana merupakan bandul ideal yang terdiri dari sebuah titik massa, yang digantungkan pada tali ringan yang tidak dapat mulur. Jika bandul ditarik kesamping dari posisi seimbangnya dan dilepaskan, maka bandul akan berayun dalam bidang vertikal karena adanya suatu pengaruh gravitasi. Gerakannya merupakan osilasi dan periodik. Untuk sudut yang kecil (simpangan yang kecil) keadaannya endekati gerak dalam garis lurus. Periode bandul  sederhana adalah T = 2. Dimana periode ini tidak tergantung pada massa parikel yang digantungkan. Bandul matematis telah lama digunakan untuk mengukur nilai gravitasi mutlak disuatu titik dipermukaan bumi. Pengukuran ini didasarkan pada suatu perubahan periode ayunan bandul matematis terhadap panjang lainnya. Pengukuran gravitasi mutlak dengan bandul matematis dapat dilakukan dengan teliti jika pengukuran waktu juga sangat teliti.

Dari hasil pecobaan ini,dalam penentuan periode dapat dikatakan bahwa jika digunakan panjang tali yang sama, dana simpangan yang diberikan semakin besar, maka semakin besar pula waktu yang dibutuhkan untuk berosilasi sebanyak 10 kali ayunan. Hal ini disebabkan karena jenis beban dan panjang tali yang digunakan sama besar. Hal ini berbanding terbalik dengan teori yang ada, dimana semakin kecil panjang tali yang diberikan, maka ayunan akan semakin cepat dan waktu yang digunakan semakin sedikit. Begitupula sebaliknya, apabila semakin panjang tali yang diberikan,maka ayunan bandul akan semakin

pelan dan waktu yang dibutuhkan semakin banyak. Hal ini sesuai dengan persamaan pada bandul yaitu T = 2π dimana  periode ayunan berbanding terbalik dengan panjang tali. Sama halnya dengan penentuan periode secara teori yaitu tidak sesuai dengan teori yang ada. Hal ini juga disebabkan karena jenis beban dan panjang tali yang digunakan sama besar.

Selanjutnya dalam penentuan percepatan gravitasi dapat dikatakan bahwa seperti yang telah kita ketahui dimana besar percepatan gravitasi adalah 9,8 m/s². Dari hasil percobaan yang diperoleh, memiliki perbedaan yang sangat jauh. Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor seperti adanya gesekan antara tali dengan udara (angin) yang mempengaruhu benda bergerak bolak – balik atau berosilasi tidak sama,dan kurang ketelitian saat praktikum seperti kurang teliti dalam mengukur, menghitung waktu osilasi,dan  adanya gaya tambahan saat bandul berayun atau berosilasi.

H. TUGAS PASCA PRAKTIKUM1. Buatlah grafik hubungan Antara massa beban terhadap periode berdasarkan

praktikum1 !

1.28 1.28 1.29 1.280

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.2

0.15

0.1

0.05

Praktikum 1

Hubungan antara massa beban dengan periode

Periode (s)

Mas

sa (k

g)

2. Buatlah grafik hubungan Antara panjang tali terhadap periode berdasarkan praktikum 2 !

1.29 1.18 1.11 0.9905

101520253035

3025

2015

Praktikum 2

Hubungan antara panjang tali terhadap periode

Periode (s)

Panj

ang

Tali

(m)

3. Buatlah grafik hubungan Antara sudut simpangan terhadap periode berdasarkan praktikum 3!

1.22 1.22 1.33 1.330

5

10

15

20

25

5

10

15

20

Praktikum 3

Hubungan antara sudut simpangan terhadap peri-ode

Periode (s)

Sudu

t (°)

4. Tentukan harga gravitasi yang dihasilkan dari praktikum 1, 2, dan 3!

Praktikum 1

g1=4 π 2lT1

2 =4 ¿¿

g2=4 π 2lT2

2 =4 ¿¿

g3=4π 2lT3

2 =4 ¿¿

g4=4 π2 l

42 =4¿¿

Praktikum 2

g1=4 π 2lT1

2 =4 ¿¿

g2=4 π 2lT2

2 =4 ¿¿

g3=4π 2lT3

2 =4 ¿¿

g4=4 π2 l

42 =4¿¿

Praktikum 3

g1=4 π 2lT1

2 =4 ¿¿

g2=4 π 2lT2

2 =4 ¿¿

g3=4π 2lT3

2 =4 ¿¿

g4=4 π2 l

42 =4¿¿

5. Bandingkan hasil penentuan percepatan gravitasi dari ketiga praktikum tersebut! Komentarilah!

Praktikum 1 (l tetap, θtetap, dan m berubah)

Perbedaan nilai percepatan gravitasi tidak terlalu signifikan, sehingga dapat dikatakan massa tidak mempengaruhi nilai percepatan gravitasi.

Praktikum 1 (m tetap, θtetap, dan l berubah)

Peubahan panjang tali mempengaruhi nilai percepatan gravitasi,semakin panjang tali makaakan semakin besar nilai percepatan gravitasinya.

Praktikum 1 (mtetap, l tetap, dan θ berubah)

Perbedaan nilai percepatan gravitasi tidak terlalu akan mengalami gerakan harmonis sehingga dapat mempengaruhi nilai percepatan gravitasi.

6. Tentukan presentase kesalahan dari hasil perhitungan tersebut! Jika percepatan gravitasi secara teoritik adalah 9,80665 m /s2

a. % kesalahan praktikum 1 = 9,8−7

9,8×100 % = 0,27%

b. % kesalahan praktikum 1 = 9,8−6

9,8×100 % = 0,31%

c. % kesalahan praktikum 1 = 9,8−7

9,8×100 % = 0,25%

7. Menurut anda metode manakah yang lebih mendekati hasil yang sesungguhnya? Jelaskan argumentasimu!Pada praktikum 1 dan praktikum 3, karena panjang tali dibuat tetap. Massa beban tidak berpengaruh.Pada praktikum 2 panjang tali dibuat berubah-ubah maka nilai percepatannya akan berubah-ubah.

8. Analisis letak kesalahan ketika melakukan praktikum!Saat pengukuran sudut, tali bandul yang tertarik menyebabkan kurang tepatnya pengukuran sudut, bandul yang menyentuh sensor sehingga mempengaruhi gerakan bandul, dan tali yang kurang terikat kencang sehingga panjang tali berubah ketika bandul sedang bergerak.

I. KESIMPULANBerdasarkan praktikum yang sudah dilakukan ,maka dapat di simpulkan bahwa :1. Faktor-faktor yang mempengaruhi nilai percepatan gravitasi adalah panjang tali dan

sudut simpangan.2. Nilai percepatran gravitasi bias didapatkan dengan percobaan bandul sederhana

menggunakan rumus :

g= 4 π 2

T 2 l

3. Metode penilitian yang digunakan dengan merubah variable (massa, panjang tali, dan sudut simpangan).

J. KOMENTAR1. Sebaiknya melakukan percobaan secara berulang-ulang, karena jika hanya melakukan

satu kali percobaan, tingkat ketetapan akan berkurang.2. Percobaan harus secara teliti dan cermat dalam mengamati waktu dan menghitung

getaran yang terjadi. Karena akan mempengaruhi periode yang dihasilkan. Jika dalam perhitungan periode terjadi kesalahan maka akan berpengaruh pada besarnya percepatan gravitasinya.

K. DAFTAR PUSTAKAGiancoli, Douglas C. 2001. Fisika Dasar Jilid Satu Edisi Kelima. Jakarta :   Erlangga.Halliday.2005. Fisika Dasar. Jakarta : Erlangga.Ishaq, Mohamad. 2007. Fisika Dasar Edisi  2. Yogyakarta : Graha Ilmu.Suwarna, Iwanpermana. 2011. Getaran dan gelombang. Jakarta : UIN Press