BAB 4 HASIL PENELITIAN dan PEMBAHASAN
4.2 Pembahasan
Penelitian ini bertujuan untuk menentukan nilai koefisien redaman magnetik pada magnet yang bergerak di dalam pipa aluminium. Magnet yang bergerak di dalam pipa aluminium menghasilkan perubahan fluks magnetik. Perubahan fluks magnetik akan membangkitkan arus eddy yang menghasilkan fluks yang melawan perubahan fluks magnetik penyebabnya. Fluks pelawan akan menghasilkan medan magnet induksi yang arahnya melawan medan magnet semula sehingga menghasilkan gaya redaman magnetik yang arahnya berlawanan dengan arah gerak
magnet. Dengan demikian gaya redaman yang dihasilkan disebabkan oleh adanya dua medan magnet yang arahnya saling berlawanan.
Pada penelitian ini dilakukan pengukuran koefisien redaman magnetik pada magnet Neodymium yang bergerak di dalam pipa aluminium. Eksperimen dilakukan dengan dua tahap, yaitu pada tahap pertama eksperimen magnet yang bergerak di dalam pipa aluminium dan pada tahap kedua eksperimen dilakukan dengan magnet yang bergerak di ruang bebas udara. Tujuan dilakukan dua eksperimen adalah untuk melihat adanya gerakan teredam pada magnet yang bergerak di dalam pipa aluminium akibat adanya gaya redaman magnetik.
Rangkaian alat dalam eksperimen dilakukan seperti pada gambar 3.1 untuk eksperimen gerak magnet Neodymium di dalam pipa aluminium. Magnet Neodymium yang bergerak di dalam pipa aluminium tidak dapat diamati secara langsung. Untuk dapat mengamati pergerakan magnet tersebut dapat dilakukan dengan mengamati pergerakan beban penggantung yang diikatkan pada salah satu ujung tali yang bergerak vertikal ke bawah akibat adanya gaya gravitasi, dengan asumsi bahwa gerakkan beban yang digantung merepresentasikan gerakkan magnet di dalam pipa aluminium. Gerakan beban tersebut direkam menggunakan kamera video. Hasil rekaman video dianalisis menggunakan software pengolahan video Logger Pro. Hasil analisis rekaman video berupa data posisi fungsi waktu yang disajikan pada gambar 4.1, 4.2 dan 4.3.
Dari grafik posisi fungsi waktu pada gambar 4.3 dapat dilihat bahwa dengan massa beban penggantung yang sama yaitu 10 gram, waktu yang digunakan untuk mencapai jarak lintasan yang sama oleh magnet Neodymium yang bergerak di ruang bebas udara lebih cepat dibandingkan dengan magnet Neodymium yang bergerak di dalam pipa aluminium. Selain itu bentuk grafik antara magnet Neodymium yang bergerak di ruang bebas udara dengan magnet Neodymium yang bergerak di dalam pipa aluminium terlihat berbeda, dimana bentuk grafik posisi fungsi waktu magnet Neodymium yang bergerak di ruang bebas udara lebih curam dibandingkan dengan bentuk grafik magnet Neodymium yang bergerak di dalam pipa aluminium. Kecuraman bentuk grafik posisi fungsi waktu ini menunjukkan
besarnya kenaikan kecepatan magnet Neodymium. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa kecepatan akhir magnet Neodymium yang bergerak di ruang bebas udara lebih besar dibandingkan dengan kecepatan akhir magnet Neodymium yang bergerak di dalam pipa aluminium.
Magnet yang bergerak di dalam pipa aluminium mengalami perubahan kecepatan hingga pada akhirnya magnet yang bergerak di dalam pipa aluminium bergerak dengan kecepatan konstan atau dengan kata lain magnet bergerak lurus beraturan yang di tandai dengan grafik yang linear. Perubahan kecepatan pada gerakan magnet menandakan adanya gaya yang meredam pergerakkan magnet, dan gaya tersebut adalah gaya redaman magnetik. Dengan demikian gerak magnet di dalam pipa aluminium merupakan gerak magnet teredam.
Gerak magnet teredam selanjutnya dianalisis lebih lanjut untuk mengukur koefisien redaman magnetiknya. Grafik posisi fungsi waktu untuk magnet Neodymium yang bergerak di dalam pipa aluminium difit dengan persamaan (2.28) sehingga diperoleh nilai kecepatan terminal (𝑣𝑇) untuk satu diameter dalam pipa dengan satu massa beban penggantung. Kemudian dilakukan cara yang sama untuk massa beban penggantung yang berbeda dan pipa yang berbeda dengan variasi diameter dalamnya. Dari nilai kecepatan terminal, massa beban penggantung dan massa magnet kemudian difit dengan persamaan (2.26) untuk mendapatkan nilai koefisien redaman magnetik.
Nilai koefisien redaman magnetik untuk magnet Neodymium bermassa (6,18 ± 0,02) × 10−3 kg berdiameter (1,003 ± 0,001) × 10−2 m dan tinggi (1,001 ± 0,001) × 10−2 m yang bergerak di dalam pipa aluminium dengan diameter dalam sebesar (12,84 ± 0,01) × 10−3 meter, (18,98 ± 0,02) × 10−3
meter dan (25,91 ± 0,02) × 10−3 meter dengan massa beban penggantung sebesar 10 gram secara berturut-turut adalah (779,92 ± 16,75) × 10−3 kg/s, (267,40 ± 1,52) × 10−3 kg/s dan (86,86 ± 0,76) × 10−3 kg/s . Untuk satu massa beban penggantung yang sama, nilai koefisien redaman magnetik semakin kecil ketika diameter dalam pipa aluminium semakin besar. Hal ini membuktikan bahwa besarnya koefisien redaman magnetik berbanding terbalik dengan diameter dalam
pipa aluminium. Hubungan antara besarnya koefisien redaman magnetik dengan diameter dalam pipa ini sesuai dengan persamaan (2.21). Hal ini dikarenakan ketika diameter dalam pipa semakin besar, maka dengan magnet yang sama jumlah medan magnet yang menembus dinding pipa semakin kecil sehingga fluks magnetik yang dihasilkan juga semakin kecil sesuai dengan persamaan (2.11). Sehingga arus eddy yang dihasilkan juga semakin kecil yang menyebabkan medan magnetik induksi semakin kecil yang menyebabkan gaya redaman yang dihasilkan juga semakin kecil. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa besarnya nilai koefisien redaman magnetik bergantung pada diameter dalam pipa aluminium.
Dari hasil penelitian ini juga diperoleh nilai koefisien redaman magnetik pada satu ukuran diameter dalam pipa aluminium yan sama dengan massa beban penggantung yang berbeda. Untuk magnet Neodymium bermassa (6,18 ± 0,02) × 10−3 kg berdiameter (1,003 ± 0,001) × 10−2 m dan tinggi (1,001 ± 0,001) × 10−2 m yang bergerak di dalam pipa aluminium dengan diameter dalam sebesar (25,91 ± 0,02) × 10−3 meter dengan massa beban penggantung sebesar 10 gram, besarnya nilai koefisien redaman magnetik yang dihasilkan adalah sebesar (86,86 ± 0,76) × 10−3 kg/s. Dengan magnet dan pipa aluminium yang sama, besarnya nilai koefisien redaman magnetik yang dihasilkan dengan massa beban penggantung sebesar 20 gram adalah sebesar (96,46 ± 0,20) × 10−3 kg/s. Hal ini membuktikan bahwa untuk magnet Neodymium yang bergerak di dalam pipa aluminium, nilai koefisien redaman magnetik dapat diperoleh dengan massa beban penggantung yang berbeda.
Pada penelitian ini rekaman video digunakan untuk menunjukkan gerak magnet teredam. Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa rekaman video dapat digunakan untuk membuktikan hukum Lenz. Sejauh ini media yang digunakan guru dalam menjelaskan materi fisika khususnya materi tentang hukum Lenz sangat terbatas. Untuk itu rekaman video dapat digunakan sebagai salah satu alternatif media pembelajaran berkaitan dengan materi hukum Lenz. Dengan demikian pembelajaran dapat lebih menarik sehingga antusias siswa dalam mengikuti pembelajaran diharapkan dapat meningkat.
Pada penelitian ini video digunakan untuk mengukur nilai koefisien redaman magnetik pada variasi diameter dalam pipa aluminium. Sebagai penelitian lanjutan, pengukuran nilai koefisien redaman magnetik dapat dilakukan pada pipa aluminium dengan ketebalan yang berbeda, juga dapat dilakukan dengan bahan berbeda seperti tembaga dan kuningan menggunakan analisis video. Pada penelitian lanjutan juga dapat dilakukan pengukuran nilai koefisien redaman magnetik pada variasi kuat medan magnet yang digunakan menggunakan analisis video. Dengan demikian pengukuran nilai koefisien redaman magnetik menggunakan video menjadi lebih luas cakupannya.
40