LAPORAN PRAKTIKUM
GELOMBANG
DAN OPTIK
“Menentukan Percepatan
Gravitasi Bumi”
OLEH :
KELOMPOK 8
Akbar
Nashrullah (14030654045)
Silvi Zuli Astutik (14030654070)
Siti Chotimah (14030654073)
Cesarica
Oktavia P. (14030654076)
PENDIDIKAN SAINS B 2014
UNIVERSITAS
NEGERI SURABAYA
FAKULTAS
MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
JURUSAN
IPA
PRODI
PENDIDIKAN SAINS
2016
“MENENTUKAN
PERCEPATAN GRAVITASI BUMI”
Abstrak
Kami telah melakukan praktikum percobaan dengan judul “Menentukan Percepatan Gravitasi Bumi”
yang dilaksanakan pada hari Kamis, 27 Oktober 2016 di Laboratorium IPA, Jurusan
IPA FMIPA Unesa. Dengan dilakukannya praktikum percobaan ini bertujuan untuk
mengetahui pengaruh panjang tali terhadap periode getaran untuk menentukan
percepatan gravitasi bumi dan untuk mengetahui pengaruh massa beban terhadap
periode getaran untuk menentukan percepatan gravitasi bumi. Metode yang kami
gunakan adalah menggunakan statif,beban,mistar,stopwatch,tali untuk menentukan
percepatan gravitasi bumi dengan menggunakan ayunan sederhana dari alat dan
bahan tersebut dan menggunakan sudut sebesar 10°
dengan banyaknya getaran yaitu 10 getaran. Kami memanipulasi panjang tali
berturut-turut sebesar 25 cm, 50 cm, 75 cm, 100 cm dan 125 cm dengan
pengulangan sebanyak tiga kali pada setiap panjang tali, dari percobaan
tersebut diperoleh hasil percepatan gravitasi bui (g) berturut-turut sebesar
10,28 m/s2 ; 9,07 m/s2 ; 10,28 m/s2 ; 9,26 m/s2;
9,26 m/s2; 9,26 m/s2; 9,76 m/s2; 9,76 m/s2;
9,76 m/s2; 9,88 m/s2; 9,88 m/s2; 9,88 m/s2;
9,80 m/s2; 9,80 m/s2 dan 9,80 m/s2. Sedangkan
pada percobaan kedua dengan memanipulasi massa bendanya berturut-turut sebesar
9,76 m/s2; 9,76 m/s2; 9,76 m/s2; 9,76 m/s2,
10,20 m/s2; 10,20 m/s2; 9,76 m/s2; 9,76 m/s2;
9,76 m/s2; 9,76 m/s2; 9,76 m/s2; 9,76 m/s2
10,20 m/s2; 10,20 m/s2 dan 9,76 m/s2. Dari hasil menentukan percepatan gravitasi
bumi yang telah kami peroleh dari percobaan kurang sesuai dengan teori yang ada
tetapi nilai percepatan gravitasi (g) hampir sedikit mendekati nilai percepatan
gravitasi yang rata-ratanya yaitu 9,8 m/s2 dan perbedaan nilai
percepatan gravitasi bumi rata-rata tidak terlalu signifikan.
Kata Kunci : Percepatan
gravitasi bumi, ayunan sederhana,
Daftar Isi
Cover....................................................................................................... i
Abstrak.................................................................................................... ii
Daftar Isi................................................................................................. iii
BAB I PENDAHULUAN..................................................................... 1
A.
Latar Belakang............................................................................ 1
B.
Rumusan Masalah....................................................................... 1
C.
Tujuan.......................................................................................... 2
D.
Hipotesis...................................................................................... 2
BAB II KAJIAN TEORI....................................................................... 3
BAB III METODE PERCOBAAN....................................................... 8
A.
Jenis
Percobaan........................................................................... 8
B.
Waktu
dan Tempat Percobaan.................................................... 8
C.
Alat dan Bahan........................................................................... 8
D.
Identifikasi
Variabel dan Definisi Operasional........................... 8
E.
Rancangan
Percobaan................................................................. 9
F.
Langkah Percobaan..................................................................... 10
G.
Alur Percobaan............................................................................ 11
BAB IV HASIL PENGAMATAN........................................................ 12
A.
Data............................................................................................. 12
B.
Analisis........................................................................................ 12
C.
Pembahasan................................................................................. 13
BAB V PENUTUP................................................................................. 16
A.
Simpulan...................................................................................... 16
B.
Saran............................................................................................ 16
DAFTAR PUSTAKA............................................................................. 17
LAMPIRAN........................................................................................... 19
A.
Jawaban Pertanyaan.................................................................... 19
B.
Perhitungan................................................................................. 20
C.
Laporan Sementara...................................................................... 24
D.
Lembar Kerja
Mahasiswa............................................................ 25
E.
Dokumentsi................................................................................. 30
BAB I
PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Gravitasi
adalah gaya tarik menarik yang terjadi antara semua partikel-partikel yang
mempunyai massa. Percepatan gravitasi bumi untuk setiap tempat tidak selalu
sama misalnya percepatan gravitasi pada daerah kutub dengan daerah di equator.
Hal tersebut terjadi karena ada faktor-faktor yang mempengaruhinya misalnya
jaraknya terhadap permukaan bumi, kepadatan massa bumi serta bentuk bumi yang
tidak benar-benar bulat. Semakin keciljarak benda ke pusat gravitasi, maka semakin
besar percepatan gravitasinya dan sebaliknya.
Berdasarkan
keterangan di atas maka kami melakukan percobaan penentuan percepatan gravitasi
bumi dengan metode ayunan bandul untuk dapat menentukan besar percepatan
gravitasi bumi dengan metode ayunan bandul untuk tali dan beban yang berbeda. Selain
itu, percobaan ini menyelidiki pengaruh panjang tali terhadap besarnya periode
getaran, serta untuk menyelidiki pengaruh massa beban terhadap periode getaran
sehingga dapat menentukan percepatan gravitasi bumi.
B. RUMUSAN MASALAH
Berdasarkan
rumusan latar belakang di atas dapat diambil suatu rumusan masalah sebagai
berikut:
1) Bagaimana
pengaruh panjang tali terhadap periode getaran untuk menentukan percepatan
gravitasi bumi?
2)
Bagaimana pengaruh massa
beban terhadap periode getaran untuk menentukan percepatan gravitasi bumi?
C. TUJUAN
Berdasarkan
rumusan masalah yang ada di atas, maka tujuan dari percobaan ini adalah sebagai
berikut:
1) Untuk
mengetahui pengaruh panjang tali terhadap periode getaran untuk menentukan
percepatan gravitasi bumi.
2) Untuk
mengetahui pengaruh massa beban terhadap periode getaran untuk menentukan
percepatan gravitasi bumi.
D. HIPOTESIS
Adapun hipotesis yang dapat diambil dari
rumusan masalah di atas adalah sebagai berikut :
1) Semakin
panjang tali maka periode getaran semakin besar namun nilai
percepatan gravitasi bumi tetap.
2)
Massa beban tidak berpengaruh
terhadap periode getaran maupun nilai
percepatan gravitasi bumi.
BAB II
DASAR TEORI
Banduladalah benda yang
terikat pada sebuah tali dan dapat berayun secara bebas dan periodik yang
menjadi dasar kerja dari sebuah jam dindingkuno yang mempunyai ayunan. Dalam
bidang fisika, prinsip ini pertama kali ditemukan pada tahun 1602 oleh Galileo
Galilei, bahwa periode lama
gerakosilasi satu ayunan dipengaruhi oleh panjang tali dan percepatan gravitasi
Gerak
Harmonik Sederhana (GHS) adalah gerak periodik dengan lintasan yang ditempuh
selalu sama (tetap). Gerak Harmonik Sederhana mempunyai persamaan gerak dalam
bentuk sinusoidal dan digunakan untuk menganalisis suatu gerak periodik tertentu.
Gerak periodik adalah gerak berulang atau berosilasi melalui titik setimbang
dalam interval waktu tetap.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 tergantung pada suatu titik tetap dari seutas
tali yang massanya diabaikan dan tali ini tidak dapat bertambah panjang. Pada
gambar 1.1 merupakan bandul sederhana yang terdiri dari tali dengan panjang L
dan beban bermassa m, gaya yang bekerja pada beban adalah beratnya mg dan
tegangan T pada tali. Tegangan tali T disebabkan oleh komponen berat Fn
= mg cos q,
sedangkan komponen mg sin q
bekerja untuk melawan simpangan. mg sinqinilah yang dinamakan gaya pemulih(FT),
gaya pemulih adalah gaya yang bekerja pada gerak harmonik yang selalu mengarah
pada titik keseimbangan dan besarnya sebanding dengan simpangannya. Jika bandul
tersebut berayun secara kontinu pada titiktetap (0) dengan gerakan melewati
titik (B dan B’ simetris satu samalain)dengan
sudut simpangan qorelatif
kecil, maka terjadi ayunan
harmonis sederhana.
Untuk menentukan
osilasi bandul sederhana,
kita harus bertolak
dari
persamaan
gerak suatu partikel. Tinjau partikel berada di A. Partikel tersebut
berpindah
pada suatu busur lingkaran berjari-jari L = OA. Gaya yang bekerja pada
partikel itu adalah berat nya (mg) dan tegangan tali T . Berdasarkan
gambar 1, maka pada FT
terdapat gaya:
FT = -mg sinθ................................... (1)
Tanda
minus (-) pada persamaan (1) di atas menyatakan bahwa arah FT
selalu melawan perpindahan yang dalam hal ini x = CA.
Berdasarkan hukum II Newton tentang
gerak, maka persamaan gerak pada arah tangensial memenuhi persamaan:
FT = maT............................................. (2)
Dengan
aT adalah percepatan
partikel pada arah tangensial. Selama partikel berpindah sepanjang lingkaran
berjari-jari L, maka berlaku :
.. (3)
Dengan
mensubstitusi persamaan (3) ke (2) dan menyamakannya dengan persamaan (1), maka
persamaan gerak partikel menjadi:
... (4a)
Atau
(4b)
Agar
bandul berayun secara kontinu, maka sudut simpangan qharus sangat kecil relatif terhadap
panjang tali L. untuk qkecil
, maka sinq»q,
sehingga persamaan (4b) menjadi :
.................. (5)
Persamaan
diferensial (5) mewakili gerakan osilasi bandul harmonik sederhana (bandul
otomatis) dengan frekuensi osilasi memenuhi persamaan:
................................... (6)
Dengan w adalah kecepatan sudut bandul rad/s, L
adalah panjang tali bandul (m), dan g adalah percepatan gravitasi bumi di
tempat melakukan percobaan,yaitu di Laboratorium Fisika Undiksha (m/s2).
Sudut
q dari
persamaan (5) dapat dinyatakan dalam bentuk:
................ (7)
Yang
merupakan penyelesaian diferensial (5).
Jika
persamaan (6) dinyatakan dalam bentuk periode (T) osilasi bandul sederhana T = 2π/ɷ, maka diperoleh:
............................. (8)
Persamaan
(8) menyatakan bahwa periode ayunan bandul sederhana hanya bergantung pada
panjang tali dan percepatan gravitasi bumi di suatu tempat dan tidak bergantung
pada massa bandul dan sudut simpangannya.
Dengan
suatu pendekatan bahwa sudut simpanggan relatif kecil terhadap panjang tali,
maka dengan mengubah bentuk persamaan (8) didapat suatu persamaan untuk
menentukan nilai percepatan gravitasi bumi di laboratorium fisika Undhiksa
melalui pengukuran periode ayunan (T) berdasarkan variasi (L),
.............................. (9)
1.
Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Gravitasi Suatu Tempat
Di Permukaan Bumi
Gravitasi merupakan sifat percepatan pada
bumi yang menghasilkan benda jatuh secara bebas. Percepatan gravitasi pada
setiap tempat di permukaan bumi tidaklah sama. Di equator percepatan gravitasi
sekitar 9,78 m/s, sedangkan di daerah kutub sekitar 9,83 m/s. Terdapat tiga
faktor yang mempengaruhi hal tersebut. Pertama bumi kita tidak benar-benar
bulat, percepatan gravitasi bergantung pada jaraknya dari pusat bumi.Kedua,
percepatan gravitasi tergantung dari jaraknya terhadap permukaan bumi. Ketiga,
kepadatan massa bumi yang berbeda-beda (Daryono, 1992: 14). Pertama, bentuk
bumi yang tidak benar-benar bulat yaitu bulat pepat. Sehingga gaya sentrifugal
yang menentang gravitasi lebih besar di equator. Hal inilah yang menyebabkan
jarak equator ke pusat bumi lebih jauh dari pada jarak kutub ke pusat
bumi.Akibatnya percepatan gravitasi bumi di equator lebih kecil daripada
dikutub.Kedua, topografi permukaan bumi yang beragam menyebabkan perbedaan
percepatan gravitasi.Karena percepatan gravitasi tergantung dari jaraknya
terhadap permukaan bumi.Sehingga semakin tinggi sebuah benda dari permukaan
bumi, semakin kecil percepatan gravitasi. Ketiga, kepadatan atau kerapatan
massa bumi yang berbeda-beda menghasilkan gravitasi pada permukaan bumi yang
berbeda pula. Makin padat atau rapat massa bumi maka makin kecil gravitasinya.
Daratan merupakan wilayah yang memiliki kerapatan massa yang tinggi sehingga
gravitasinya lebih kecil daripada wilayah lautan. Pada suatu tempat tertentu
dengan faktor-faktor yang sama memiliki percepatan gravitasi yang relatif sama.
BAB III
METODE PERCOBAAN
A. JENIS
PERCOBAAN
Jenis percobaan yang digunakan yaitu eksperimen. Hal ini
dikarenakan pada percobaan
dilakukan proses pengulangan baik pada percobaan I maupun pada percobaan II. Pada
percobaan I pengulangan dilakukan untuk panjang tali yang berbeda, namun dengan
massa beban yang sama.Sedangkan untuk percobaan II pengulangan dilakukan untuk
massa beban yang berbeda namun dengan panjang tali yang sama.
B. WAKTU DAN
TEMPAT PERCOBAAN
Percobaan ini dilakukan pada hari kamis, tanggal 27 Oktober 2016 pukul
07.00 sampai 09.40 yang bertempat di laboratorium IPA jurusan IPA FMIPA UNESA
Gedung C12.02.02.
C. ALAT DAN BAHAN
No.
|
Nama
|
Spesifikasi
|
Jumlah
|
1
|
Beban Logam
|
Standar berpengait, 50 g dan
beban tambahan
|
1 set
|
2
|
Benang
|
Halus namun cukup kuat
|
1 roll
|
3
|
Statif dan klem
|
Standar
|
1 buah
|
4
|
Stopwatch
|
Standar
|
1 buah
|
5
|
Busur
|
Standar
|
1 buah
|
D. VARIABEL PERCOBAAN
Ø Percobaan
1
·
Variabel manipulasi : panjang
tali
Definisi
operasional : dalam percobaan ini kami menggunakan panjang tali yang berbeda
yaitu 10 cm, 15 cm, 20 cm, 25 cm dan 30 cm. Setiap percobaan diulangi 3 kali.
· Variabel
kontrol : massa beban, besar sudut dan jenis benang,
jenis beban dan alat yang digunakan
Definisi
operasional : dalam percobaan yang kami lakukan kami menggunakan massa beban
sebesar 25 gram, besar sudut simpangan sebesar 10º. Benang yang kami gunakan
adalah benang wol dan beban yang kami gunakan adalah logam. Alat yang kami
gunakan sama untuk semua percobaan.
· Variabel
respon : periode getaran dan percepatan gravitasi bumi
Definisi
operasional : dari percobaan ini kami memperoleh data berupa waktu yang
dibutuhkan untuk melakukan 10 kali getaran. Sehingga dapat diperoleh nilai periodenya
dan nilai percepatan gravitasi dengan menggunakanpersamaan
yang ada.
Ø Percobaan
2
·
Variabel manipulasi : massa
beban
Definisi
operasional : dalam percobaan ini kami menggunakan massa beban yang berbeda
yaitu 25 g, 50 g, 75 g, 100 g dan 125 g. Setiap percobaan diulangi 3 kali.
· Variabel
kontrol : panjang tali, besar sudut dan jenis benang,
jenis beban dan alat yang digunakan
Definisi
operasional : dalam percobaan yang kami lakukan kami menggunakan panjang tali
sebesar 20 cm, besar sudut simpangan sebesar 10º. Benang yang kami gunakan
adalah benang wol dan beban yang kami gunakan adalah logam. Alat yang kami
gunakan sama untuk semua percobaan.
· Variabel
respon : periode getaran dan percepatan gravitasi bumi
Definisi operasional : dari percobaan ini kami
memperoleh data berupa waktu yang dibutuhkan untuk melakukan 10 kali getaran.
Sehingga dapat diperoleh nilai periodenya dan nilai percepatan gravitasi dengan
menggunakanpersamaan yang ada.
E. RANCANGAN
PERCOBAAN
Gambar
1.2.Percobaan Bandul Sederhana
F. LANGKAH PERCOBAAN
1. Percobaan I
a.
Mengambil
statif dan diletakkan ditempat yang stabil
b.
Mengukur
panjang tali setiap kali percobaan di ulang, panjang tali yang digunakan yaitu:
sebesar
10 cm, 15 cm, 20 cm, 25 cm dan 30 cm
c.
Mengaitkan beban dengan
massa 25 gram pada tali
d.
Merangkai alat seperti
gambar 5
e.
Mengukur
sudut amplitudo sebesar 10°
f.
Menekan stopwatch ketika bandul diayunkan
g.
Dihitung sampai 10
getaran kemudian stopwatch dimatikan
h.
Mencatat hasil
percobaan pada tabel
i.
Diulangi 3 kali dengan
panjang tali dan beban yang sama
j.
Diulangi 5 kali dengan
panjang tali yang berbeda namun bebannya sama
2. Percobaan
II
a.
Mengambil
statif dan diletakkan ditempat yang stabil
b.
Mengukur
panjang tali 20 cm
c.
Mengaitkan beban yang
berbeda pada setiap pengulangan, yaitu: 25 g, 50 g, 75 g, 100 g dan
125 g
d.
Merangkai alat seperti
gambar 5
e.
Mengukur
sudut amplitudo sebesar 10°
f.
Menekan stopwatch
ketika bandul diayunkan
g.
Dihitung sampai 10
getaran kemudian stopwatch dimatikan
h.
Mencatat hasil
percobaan pada table
i.
Diulangi 3 kali dengan
bebandanpanjang tali yang sama
j.
Diulangi 5 kali dengan
massa beban yang berbeda, namun panjang talinya sama
G. ALUR PERCOBAAN
BAB IV
HASIL PERCOBAAN
A. DATA
Tabel 4.1 Pengaruh Panjang Tali terhadap Percepatan
Gravitasi bumi
(L±0,1)
cm
|
(t±0,2) s
|
T(s)
|
g (m/s2)
|
10
|
6,2
|
0,62
|
10,28
|
10
|
6,6
|
0,66
|
9,07
|
10
|
6,2
|
0,62
|
10,28
|
15
|
8,0
|
0,8
|
9,26
|
15
|
8,0
|
0,8
|
9,26
|
15
|
8,0
|
0,8
|
9,26
|
20
|
9,0
|
0,9
|
9,76
|
20
|
9,0
|
0,9
|
9,76
|
20
|
9,0
|
0,9
|
9,76
|
25
|
10,0
|
1,0
|
9,88
|
25
|
10,0
|
1,0
|
9,88
|
25
|
10,0
|
1,0
|
9,88
|
30
|
11,0
|
1,1
|
9,80
|
30
|
11,0
|
1,1
|
9,80
|
30
|
11,0
|
1,1
|
9,80
|
Keterangan:
Amplitudo (A) = 100
Massa Beban = 25g
Jumlah getaran = 10
Tabel 4.2 Pengaruh Massa Beban terhadap Percepatan
Gravitasi bumi
(m±0,1) g
|
(t±0,2) s
|
T (s)
|
g (m/s2)
|
25
|
9,0
|
0,9
|
9,76
|
25
|
9,0
|
0,9
|
9,76
|
25
|
9,0
|
0,9
|
9,76
|
50
|
9,0
|
0,9
|
9,76
|
50
|
8,8
|
0,88
|
10,20
|
50
|
8,8
|
0,88
|
10,20
|
75
|
9,0
|
0,9
|
9,76
|
75
|
9,0
|
0,9
|
9,76
|
75
|
9,0
|
0,9
|
9,76
|
100
|
9,0
|
0,9
|
9,76
|
100
|
9,0
|
0,9
|
9,76
|
100
|
9,0
|
0,9
|
9,76
|
125
|
8,8
|
0,88
|
10,20
|
125
|
8,8
|
0,88
|
10,20
|
125
|
9,0
|
0,9
|
9,76
|
Keterangan:
Amplitudo (A) = 100
Panjang Tali = 20 cm
Jumlah getaran = 10
B. ANALISIS
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, maka dapat di analisis
sebagai berikut :
Percobaan
untuk menentukan percepatan gramavitasi
bumi dengan ayunan ini kelompok kami melakukan2 percobaan yaitu, pertama
menggunakanpanjang tali yang berbeda dengan menggunakan massa beban yang sama dan
yang kedua dengan menggunakan panjang tali yang sama dengan memanipulasi massa beban, untuk masing-masing percobaan dilakukan
sebanyak 5 kali dengan pengulangan sebanyak 3 kali di setiap percobaanya.
Pada
percobaan yang pertama dengan panjang tali berbeda dan massa beban sama,untuk
massa beban adalah 25 gramam dan jumlah
getaran yang
sama yaitu sebanyak 10 getaran dan dengan pengulangan sebanyak 3
kali, sehingga diperoleh waktu getaran (t) secara berturut-turut sebesar 6,2 s;6,6 s;dan 6,2, serta diperoleh
periode (T) secara berturut-turut sebesar, 0,62 s;0,66 s;0,62 s. Dan dari perhitungan dengan rumus seperti
diatas diperoleh percepatan gramavitasi (g) yaitu secara berturut-turut sebesar 10,28 m/s2; 9,07 m/s2; 10,28 m/s2. Kemudian pada percobaan kedua dengan menggunakan
panjang tali 15,0 cm,diperoleh waktu getaran (t) secara berturut-turut sebesar8,0 s;8,0 s;dan 8,0 s, serta diperoleh periode (T)secara berturut-turut sebesar, 0,8 s;0,8 s;dan 0,8 s, dan dengan menggunakan perhitungan rumus diatas
diperoleh percepatan gramavitasi (g) secara berturut-turut sebesar 9,26 m/s2, 9,26 m/s2,
9,26 m/s2. Pada
percobaan ketiga dengan menggunakan panjang tali
20,0 cm , diperoleh waktu getaran (t) secara berturut-turut 9,0 s;9,0 s;dan 9,0 s, sehingga
diperoleh periode (T)
berturut-turut sebesar, 0,9 s;0,9 s; dan0,9 s, dari perhitungan dengan menggunakan rumus diatas diperoleh percepatan gramavitasi berturut-turut sebesar 9,76 m/s2, 9,76 m/s2, 9,76 m/s2. Pada percobaan
keempat dengan menggunakan
panjang tali 25,0 cm, diperoleh waktu getaran (t) secara berturut-turut sebesar 10,0 s; 10,0 s; dan 10,0 s, dan
diperoleh periode (T) secara berturut-turut sebesar 1s; 1s; dan 1s, dengan menggunakan rumus diatas diperoleh perhitungan percepatan gramavitasi secara berturut-turut
sebesar 9,88 m/s2; 9,88 m/s2;dan 9,88 m/s2. Selanjutnya pada percobaan ke lima dengan menggunakanpanjang tali 30,0 cm ,diperoleh waktu
getaran (t) secara berturut-turut 11,0 s, 11,0 s, 11,0s, diperoleh priode berturut-turut
sebesar, 1,1 s, 1,1 s, 1, 1 s, dari perhitungan dengan rumus sama diatas
diperoleh percepatan gramavitasi berturut-turut sebesar 9,80 m/s2, 9,80 m/s2, 9,80 m/s2.
Pada percobaan berikutnya dengan menggunakan panjang tali yang sama
dan menggunakan massa beban yang berbeda yaitu25,0 gram; 50,0 gram; 75,0 gram;100,0 gram;dan 125,0 gram. Dan dengan menggunakan panjang tali sepanjang 20 cm dan jumlah waktu getaran sebanyak 10 getaran, serta pengulangan sebanyak 3 kali. Berdasarkan hasil percobaan diatas dengan menggunakan panjang tali yang sama dan massa beban berbeda, maka di dapat
data sebagai berikut: pada percobaan pertama dengan menggunakan massa beban sebesar 25,0 gram, diperoleh waktu getaran (t) secara berturut-turut yaitu 9,0 s; 9,0 s; dan 9,0 s,
serta diperoleh periode (T) secara berturut-turut yaitu sebesar, 0,9 s; 0,9 s; dan 0,9 s, dan dengan
menggunakan perhitungan rumus diatas maka diperoleh percepatan
gramavitasi secara berturut-turut sebesar 9,76m/s2; 9,76 m/s2;
dan 9,76 m/s2.
Percobaan kedua dengan menggunakan massa beban 50 gram,diperoleh waktu getaran (t)
berturut-turut 8,8 s; 8,8 s; dan 8,8 s, sehingga diperoleh periode (T) secaraberturut-turut sebesar, 0,88 s; 0,88 s; dan 0,88 s, berdasarkan
perhitungan diatas maka diperoleh percepatan gravitasi secara berturut-turut
sebesar 10,20 m/s2; 10,20 m/s2; dan 10,20 m/s2.
Selanjutnya pada percobaan ketiga dengan menggunakan massa beban 75 gram, diperoleh waktu getaran (t) secara berturut-turut 9,0 s; 9,0 s; dan 9,0 s, sehingga
diperoleh periode (T) secara berturut-turutsebesar 0,9 s; 0,9 s; dan 0,9 s, maka akan diperoleh perhitungan
percepatan gravitasi secara berturut-turut sebesar 9,76 m/s2; 9,76 m/s2; dan 9,76 m/s2.
Kemudian pada percobaan keempat dengan menggunakan massa beban sebesar 100,0 gram, diperoleh waktu getaran (t) secara berturut-turut yaitu 9,0 s; 9,0 s; dan 9,0 s diperoleh
priode berturut-turut sebesar, 0,9 s, 0,9 s, 0,9 s, dengan menggunakan perhitungan diatas maka diperoleh
perhitungan percepatan gravitasi secara berturut-turut sebesar 9,76 m/s2;
9,76 m/s2; dan 9,76 m/s2. Dan pada
percobaan kelima dengan menggunakan massa beban 125,0 gram, diperoleh waktu getaran (t)
secara berturut-turut yaitu, 8,8 s; 8,8 s; dan 8,8 s, sehingga diperoleh periode
berturut-turut sebesar 0,88 s; 0,88 s; dan 0,9 s, dari perhitungan diatas diperoleh percepatan
gravitasi secara berturut-turut sebesar 10,20 m/s2; 10,20 m/s2;
dan 9,76 m/s2.
C. PEMBAHASAN
Berdasarkan analisis data
diatas, maka didapatkan hasil pembahasan sebagai berikut :
Pada teori percepatan gravitasi bumi menyatakan bahwa periode sebanding dengan nilai
percepatan gravitasi, dan percepatan gravitasi dengan ayunan bandul tidak
bergantung pada massa beban, tetapi hanya bergantung pada panjang tali, dimana
nilai percepatan gravitasi berbanding terbaik dengan panjang tali .
Dari percobaan yang telah kami lakukan dengan menggunakan massa beban
yang sama yaitu 25 gram dan dengan memanipulasi panjang tali secara
berturut-turut 10,0 cm; 15,0 cm; 20,0 cm; 25,0 cm; dan 30,0 cm diperoleh
rata-rata percepatan gravitasi bumi secara berturut 10,28m/s2;9,07 m/s2; 9,26 m/s2; 9,76 m/s2; 9,88 m/s2; dan 9,80 m/s2. Serta didapatkan taraf
keteletian sebesar 94,93 % dan dengan
ketidakpastian sebesar 5,07 %. Berdasarkam hasil percobaan di atas sesuai dengan
teori bahwa panjang tali berpengaruh
terhadap percepatan gravitasi bumi, dimana nilainya berbanding terbalik jika
semakin besar panjang tali maka
percepatan gravitasi bumi semakin kecil.
Percobaan di atas menunjukan bahwa hasil percobaan yang telah kami lakukan terbukti valid.
Selanjutnya pada percobaan kedua dengan menggunakan panjang tali
yang sama dengan memanipulasi massa beban 25,0 gram; 50,0 gram; 75,0 gram;100,0 gram; dan 125,0 gram. Berdasarkan teoriyang ada
menyatakan bahwa, percepatan rata-rata gravitasi bumiditetapkan dengan nilai
9.8 m/s2 atau 10 m/s2untuk mempermudah perhitungan
nilai percepatan. Pada teori di atas di jelaskan bahwa besarnya percepatan gravitasi
bumi tidak dipengaruhi oleh massa beban sehingga berapapun massa beban pada ayunan yang dimanipulasi seharusnya percepatan gravitasi
bumi yang dihasilkan akan relatif sama. Dari
percobaan diatas diperoleh hasil nilai rata-rata percepatan gravitasi secara
berturut-turut yaitu 9,76 m/s2 dan 10,20 m/s2. Serta diperoleh
taraf keteletian sebesar 95,91 % dengan ketidakpastian sebesar 4,09 %. Berdasarkan hasil
percobaan percepatan gravitasiterdapat hasil yang berbeda, hal ini
berbanding terbalik dengan teori di atas dimana massa beban tidak berpengaruh
terhadap percepatan gravitasidan hasilnya seharusnya relatif sama. Namun perbedaannya tidak
terlalu signifikan, hal ini di lihat dari taraf keteletiannya yang mendekati
tetapan gravitasi 9,8 m/s2.
Dari kedua percobaan tersebut sudah menunjukkan hasil yang bagus dan sesuai dengan
teori serta hipotesis yang ada, namun terdapat beberapa hasil percobaan yang berbeda
dengan teori dan hipotesis yang dikemukakan,hal ini disebabkan oleh beberapa faktor yaitu kurang
telitinya praktikan saat melakukanpercobaan, misalnya dalam hal penggunakan stopwatch
sehingga waktu dan periode yang
diperoleh menjadi berbeda serta adanya gaya gesek udara yang dapat mempengaruhi
percobaan yang kami lakukan dan kurang telitinya praktikan dalam mengukur panjang tali sehingga
bisa juga mempengaruhi besar percepatan gravitasi bumi tersebut.
BAB V
PENUTUP
A. SIMPULAN
Banduladalah
benda yang terikat pada sebuah tali dan dapat berayun secara bebas dan periodik.Bandul sederhana atau ayunan matematis
merupakan sebuah partikel yang bermassa m yang tergantung pada suatu titik
tetap dari seutas tali yang massanya diabaikan dan tali ini tidak dapat bertambah
panjang.
Berdasarkan
percobaan yang telah kami lakukan, maka dapat kami simpulkan bahwa panjang tali
mempengaruhi lamanya bandul dapat mencapai satu getaran (periode).Semakin
panjang tali yang digunakan, maka periode yang dihasilkan semakin besar.Hal ini
sesuai dengan persamaan periode getaran pada bandul, yaitu dimana periode
berbanding lurus dengan panjang tali.Periode juga berpengaruh untuk menentukan
percepatan gravitasi, dimana dalam persamaan periode berbanding terbalik dengan
nilai percepatan gravitasi. Yaitu, semakin banyak periode maka percepatan
gravitasi yang dihasilkan akan semakin kecil. Hasil yang kami dapat kan sudah
sesuai dengan pernyataan tersebut, yaitu kami memeroleh nilai percepatan
gravitasi yang semakin kecil saat periodenya semakin besar.ketika periodenya
bernilai 0,88 s, percepatan gravitasinya 10,26 m/s2 dan ketika
periodenya bernilai 0,9 s, nilai percepatan gravitasinya sebesar 9,76 m/s2.
Sedangkan massa beban tidak berpengaruh terhadap nilai percepatan gravitasi.
Pernyataan tersebut juga sudah dapat kami buktikan dengan nilai percepatan
gravitasi yang relatif samapada percobaan kedua, yaitu sebesar 9,26 m/s2.
Kedua percobaan yang telah kami lakukan memperoleh rata-rata percepatan
gravitasi sebesar 9,8 m/s2 hal ini sudah sesuai dengan percepatan
gravitasi secara keseluruhan di permukaan bumi.
B. SARAN
Pada praktikum ini kami menyarankan kepadapraktikan agar teliti dalam
membentuk sudut simpangan. Karena besarnya sudut simpangan akan sangat
mempengaruhi periode, sehingga akan mempengaruhi nilai perhitungan percepatan
gravitasi bumi. Selain itu, praktikan juga harus memperhatikan arah osilasi
bandul sehingga bandul dapat berayun dalam satu getaran penuh dan tidak
memutar.
DAFTAR PUSTAKA
Tippler, Paul. 2004 . Physics for Scientists and
Engineers:Mechanics, Oscillations and Waves, Thermodynamics (5thed.ed).
W.H.Freeman.
Giancoli,
D.C. 2004. Physics, Princiles with
Application New Jersey: Prentice-Hall.
Khotimah, Khusnul . 2011. Pengaruh Panjang Tali Sudut Awal dan Massa
Bandul terhadap Periode serta Menentukan Konstanta Redaman.Online.(https://www.researchgate.net/publication/265024858_Ayunan_Sederhana_Pengaruh_Panjang_Tali_Sudut_Awal_dan_Massa_Bandul_terhadap_Periode_serta_Menentukan_Konstanta_Redaman, diakses pada 01
Nov 2016 di Surabaya).
Suwardika,
Komang. 2010. Percobaan Bandul Sederhana.
Online.(https://kmsuardika.files.wordpress.com/2014/04/percobaan-bandul-sederhana.pdf, diunduh pada 01
Nov 2016 di Surabaya).
Wahono
Widodo, dkk. 2016. Modul Praktikum
GELOMBANG DAN OPTIK. Surabaya: Unesa.
LAMPIRAN
A. JAWABAN
PERTANYAAN
1. Apakah
hasil pengukuran Anda akan berbeda jika kegiatan ini dilakukan di Puncak Jaya?
Di Bulan? Jelaskan mengapa.
Jawab:
Iya, karena suatu tempat dengan ketinggian tertentu
memiliki nilai percepatan gravitasi yang berbeda. Semakin tinggi suatu tempat,
maka percepatan gravitasi akan semakin kecil nilainya. Hal ini dapat dilihat
dari persamaan percepatan gravitasi, yaitu berbanding lurus dengan massa benda
dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak benda dengan pusat bumi. Sehingga
semakin jauh suatu benda dari pusat massa bumi, maka benda tersebut akan
mengalami percepatan gravitasi yang relative lebih kecil daripada benda yang
dekat dengan pusat massa bumi.
2. Seorang
“ahli sumur” menentukan letak sumber mata air dengan bantuan tongkat berbentuk
Y. Tiap tangan memegang ujung Y (kanan kiri) tongkat secara longgar, dan ahli
sumur mulai berjalan perlahan-lahan. Sumber air (mata air dangkal)didapat
ketika ujung panjangnya menunjuk ke bawah pada lokasi tertentu. Apakah cara ini masuk akal?
Jawab:
Cara
yang dilakukan orang tersebut masuk akal, karena hal ini dibuktikan dengan
adanya sebuah alat pendeteksi sumber mata air yang menggunakan tongkat
berbentuk y yang biasanya disebut dengan batang dowsing. Ketika ujung panjang
batang tongkat yang berbentuk Y (batang dowsing) dimasukkan kedalam tanah maka
akan menimbulkan tekanan dan dengan adanya gravitasi bumi maka tongkat tersebut
dapat masuk kedalam sehingga sumber air dapat keluar dari dalam tanah karena
pada prinsip gravitasi bumi menyatakan bahwa benda akan selalu jatuh kebawah.
B. PERHITUNGAN
Percobaan
I
Diketahui
A : 100
m : 25 g
n : 10
|
Percobaan
II
Diketahui
A : 100
L : 20 cm
n : 10
|
Perhitungan percepatan gravitasi pada Percobaan I
Perhitungan
percepatan gravitasi pada Percobaan II
Perhitungan Ketelitian
No
|
g
rata2
|
d
|
d^2
|
No
|
g rata2
|
d
|
d^2
|
|||||
1
|
9,88
|
0,79
|
0,6309
|
1
|
9,76
|
0,91
|
0,8361
|
|||||
2
|
9,26
|
1,41
|
1,9875
|
2
|
10,05
|
0,62
|
0,3787
|
|||||
3
|
9,76
|
0,91
|
0,8361
|
3
|
9,76
|
0,91
|
0,8361
|
|||||
4
|
9,88
|
0,79
|
0,6280
|
4
|
9,76
|
0,91
|
0,8361
|
|||||
5
|
9,80
|
0,87
|
0,7640
|
5
|
10,05
|
0,62
|
0,3787
|
|||||
Ʃg
|
48,56
|
Ʃg
|
49,38
|
|||||||||
g rata2
|
9,71
|
g rata2
|
9,88
|
|||||||||
|
4,8465
|
|
Jumlah
|
3,2658
|
||||||||
Tidak ada komentar:
Posting Komentar