BAB III METODE PENELITIAN
C. Pengukuran Koefisien Restitusi
Alat yang digunakan untuk mengukur koefisien restitusi terdiri dari
beberapa komponen. Alat-alat yang digunakan antara lain:
1. Set bidang miring kayu
Set bidang miring sebagai benda yang ditumbuk oleh bola tenis. Bidang
miring yang digunakan berukuran 90 cm x 10 cm x 1,5 cm.
2. Bola tenis
Bola tenis sebagai benda yang diukur koefisien restitusinya terhadap
permukaan bidang miring. Bola tenis yang digunakan bermassa 57 gram.
Pada bagian tengah bola diberi tanda panah yang ditandai dengan
menggunakan spidol.
3. Grid
Grid sebagai acuan posisi menjatuhkan bola agar menjatuhkan bola pada
posisi yang sama untuk setiap pengulangan pengambilan data. Grid yang
digunakan adalah kertas manila berwarna yang digaris membentuk kotak
4. Kamera
Kamera digunakan untuk merekam video peristiwa tumbukan. Kamera
yang digunakan adalah kamera Canon EOS 500D. Kamera ini memiliki
kemampuan menampilkan 30 frame per detik.
5. Tripot
Tripot digunakan untuk meletakan kamera agar sejajar dengan sisi
permukaan bidang miring.
6. Komputer
Komputer digunakan untuk menganilasa video, mengolah dan
menampilkan data hasil pengukuran. Komputer yang digunakan memiliki
softwere LoggerPro.
Langkah pengukuran koefisien restitusi dengan menggunakan bidang
miring:
1. Alat disusun seperti gambar 3.8.
28
Gambar 3.9 Foto set alat mengukur koefisien restitusi
Gambar 3.10 Tampilan gambar pada kamera untuk merekam
2. Bola tenis yang diberi garis pada bagian tengahnya.
3. Atur sudut bidang miring.
4. Nyalakan video pada kamera.
5. Jatuhkan bola dari ketinggian 0,5 m dari permukaan bidang miring dengan
kecepatan awal nol (tanpa kecepatan), kecepatan sudut nol, dan hadapkan
bagian bola yang telah diberi garis ke kamera.
6. Simpan rekaman video ke komputer dengan nama folder yang jelas.
7. Variasi sudut bidang miring, ulangi langkah 6-8.
8. Setelah mendapatkan rekaman video, selanjutnya video dianalisisa dengan
menggunakan LoggerPro. Video mulai dianalisa dengan cara memilih
menu import kemudian pilih movie, seperti pada gambar 3.11 berikut:
Gambar 3.11 Tampilan awal LoggerPro untuk memulai menganalisa video.
9. Untuk menganalisis video, gunakan ikon “video analysis” yang terletak di
30
Gambar 3.12 Tampilan ikon “video analisis” untuk menganalisa video
10. Untuk menentukan ukuran yang sesungguhnya digunakan ikon “set scale”, untuk menuntukan origin menganalisa digunakan ikon “set origin” dan untuk mengambil data, digunakan ikon “add point” ditandai dengan kotak merah, hijau dan biru pada gambar 3.13.
Gambar 3.13 Ikon“set scale”untuk menuntukan ukuran seseungguhnya, “set origin”
untuk mengatur origin menganalisa dan “add point” untuk mengambil data.
11. Ketika mengatur “set origin”, sumbu y diatur tegak lurus dengan bidang miring dan sumbu x diatur sejajar dengan bidang miring seperti pada
gambar 3.14.
Gambar 3.14 Pengaturan “set origin”. Sumbu y tegak lurus bidang miring dan sumbu x sejajar bidang miring.
12. Ketika memberikan titik-titik pada bagian bawah bola secara otomatis
akan muncul titik-titik data yang membentuk grafik pada posisi sejajar
bidang (x) dan posisi tegak lurus bidang (y) seperti pada gambar 3.15.
Gambar 3.15 Titik-titik yang membentuk grafik pada posisi sejajar bidang (x) dan posisi tegak lurus bidang (y)
32
13. Dari tabel dan grafik posisi terhadap waktu akan didapatkan nilai
kecepatan sebelum tumbukan dan setelah tumbukan dari perubahan posisi
bola, seperti pada gambar 3.16.
Gambar 3.16 Tampilan grafik posisi terhadap waktu
14. Dari tabel juga dapat dibuat grafik hubungan kelajuan terhadap waktu,
maka akan didapatkan kelajuan sebelum tumbukan dan setelah tumbukan
baik yang arahnya sejajar dengan bidang maupun yang arahnya tegak lurus
dengan bidang, seperti pada gambar 3.17 dan 3.18. Perlu diingat bahwa
untuk mendapatkan nilai kecepatannya perlu memperhatikan posisi bola
dan waktu sebelum dan setelah tumbukan seperti pada gambar 3.16.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Gambar 3.17 Tampilan grafik kecepatan � terhadap waktu
Gambar 3.18 Tampilan grafik kecepatan � terhadap waktu
15. Setelah mendapatkan nilai kecepatan sebelum dan setelah maka nilai
koefisien restitusi � dapat dicari dengan menggunakan persamaan (2.6). 16. Untuk mencari nilai koefisien restitusi � menggunakan persamaan (2.7).
Namun sebelumnya dihitung dahulu nilai kecepatan sudut sebelum dan
34
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
A.1 Pengukuran Koefisien Gesek Statis Maksimum
Empat buah bola tenis digunakan untuk eksperimen mengukur
koefisien gesek statis maksimum antara bola tenis dengan permukaan
bidang kayu menggunakan alat pada gambar 3.1. Digunakannya empat
buah bola agar seimbang saat diatas bola diberi beban tambahan. Sebuah
kotak karton dibuat persegi sehingga keempat bola tenis dapat terjepit di
dalam kotak dan ketika diseret bola tidak bergulir. Massa bola, massa
kotak karton dan massa beban diukur dengan menggunakan neraca ohaus.
Data pengukuran massa bola, massa kotak karton dan massa beban serta
perhitungan masing-masing ralatnya ditampilkan pada lampiran 1. Massa
empat buah bola tenis (225,3 ± 0,1) gram, massa kotak karton adalah
(209,2 ± 0,4) gram dan massa tambahan yang diletakkan diatas kotak
karton adalah (1.100,3 ± 0,2) gram sehingga massa totalnya adalah
(1.534,8 ± 0,5) gram. Gaya yang diberikan untuk menarik keempat bola
hingga tepat akan bergerak diukur menggunakan neraca pegas. Kemudian
nilai koefisien gesek statis maksimum dihitung dengan menggunakan
persamaan (2.2). Gaya tarik yang diberikan pada bola dan nilai koefisien
gesek statis maksimum disajikan pada tabel 4.1.
Tabel 4.1 Hasil pengukuran koefisien gesek statis maksimum antara empat permukaan bola tenis dengan permukaan bidang.
Massa 4 bola = (225,3 ± 0,1) gram Massa kotak karton = (209,2 ± 0,4) gram Massa beban = (1.100,3 ± 0,2) gram Massa total = (1.534,8 ± 0,5) gram Percepatan gravitasi (g) = 9,8 m/s2
No Gaya tarik (N) Koefisien gesek statis maksimum μs
1 5,2 0,346 2 5,4 0,359 3 6,2 0,412 4 5,6 0,372 5 6,0 0,399 6 5,8 0,386 7 6,2 0,412 8 5,8 0,386 9 6,2 0,412 10 5,8 0,386
Nilai gaya tarik yang didapatkan dari eksperimen sama besarnya
dengan gaya gesek statis maksimum sehingga menghitung koefisien gesek
statis maksimum dengan menggunakan persamaan (2.2):
�� =���
�� =�� = �� , kg x , m/s, � =
, �
36
Tabel 4.2 Perhitungan ralat koefisien gesek statis maksimum antara empat permukaan bola tenis dengan permukaan bidang kayu
No μs μ̅s μs− μ̅s μs− μ̅s )2 1 0,346 0,387 -0,041 0,001699 2 0,359 0,387 -0,028 0,000780 3 0,412 0,387 0,025 0,000638 4 0,372 0,387 -0,015 0,000214 5 0,399 0,387 0,012 0,000143 6 0,386 0,387 -0,001 0,000002 7 0,412 0,387 0,025 0,000638 8 0,386 0,387 -0,001 0,000002 9 0,412 0,387 0,025 0,000638 10 0,386 0,387 -0,001 0,000002 Σ μs− μ̅s )2 0,004756 SD = √Σ μs−μ̅̅̅̅ s N− = √ , − = 0,02
Dari pengukuran koefisien gesek statis maksimum antara empat
permukaan bola tenis dengan permukaan bidang kayu didapatkan nilai
sebesar 0,39 ± 0,02. Untuk mendapatkan nilai koefisien gesek statis
maksimum untuk satu bola tenis dengan cara hasil pengukuran dibagi
empat. Nilai koefisien gesek statis maksimum satu bola tenis dengan
permukaan bidang kayu yaitu 0,10 ± 0,02. Nilai koefisien gesek statis
maksimum yang diperoleh digunakan untuk menghitung nilai kecepatan
sudut bola sebelum tumbukan ω dan kecepatan sudut bola setelah tumbukan ω pada persamaan (2.9) dan (2.10).
A.2 Pengukuran jari-jari bola
Pengukuran jari-jari bola dilakukan dengan mengunakan analisa
foto dengan softwere LoggerPro. Jari-jari bola yang diukur yaitu jari-jari
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
luar R dan jari-jari dalam R1. Pengukuran diameter dilakukan sebanyak 10
kali seperti pada gambar 4.1 dan gambar 4.2. Hasil pengukuran
masing-masing jari-jari bola yang disajikan pada tabel 4.2 dan tabel 4.3.
Gambar 4.1 Pengukuran diameter luar bola untuk mendapatkan jari-jari R
Tabel 4.3. Pengukuran jari-jari luar bola R
No D (mm) R (mm) 1 75,86 37,93 2 76,98 38,49 3 76,66 38,33 4 76,45 38,23 5 77,23 38,62 6 77,79 38,90 7 76,57 38,29 8 75,00 37,50 9 77,14 38,57 10 76,77 38,39
Jari-jari luar bola yang didapatkan dari pengukuran adalah � = 38,3 ± 0,4) milimeter. Cara perhitungan ralat pengukuran jari-jari luar bola R
38
Gambar 4.2 Pengukuran diameter dalam bola untuk mendapatkan jari-jari �
Tabel 4.4 Pengukuran jari-jari dalam bola �
No � (mm) � (mm) 1 62,12 31,06 2 61,00 30,50 3 61,47 30,74 4 62,02 31,01 5 62,07 31,04 6 61,86 30,93 7 62,27 31,14 8 62,40 31,20 9 61,23 30,62 10 61,05 30,53
Jari-jari dalam bola yang didapatkan dari pengukuran adalah � = 30,9 ± 0,3) milimeter. Cara perhitungan ralat pengukuran jari-jari dalam bola
pada lampiran 2. Nilai jari-jari luar bola � dan jari-jari dalam bola �
digunakan untuk menghitung nilai kecepatan sudut bola sebelum
tumbukan ω dan setelah tumbukan ω pada persamaan (2.9) dan (2.10).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
A.3 Pengukuran Koefisien Restitusi
Pengukuran koefisien restitusi dimulai dengan menganalisa
rekaman video untuk mendapatkan kecepatan sebelum dan setelah
tumbukan baik pada komponen y maupun pada komponen x. Setelah
mendapatkan nilai kecepatan sebelum dan setelah tumbukan, nilai
koefisien restitusi � dapat dihitung dengan persamaan (2.6). Nilai koefisien restitusi � kemudian digunakan dalam perhitungan kecepatan sudut sebelum dan kecepatan sudut setelah tumbukan dengan
menggunakan persamaan (2.9) dan (2.10). Setelah itu kemudian barulah
nilai koefisien restitusi � dapat dihitung dengan persamaan (2.7). Data hasil penelitian disajikan sebagai berikut.
Hasil rekaman video yang telah dianalisa dengan menggunakan
softwere LoggerPro ditampilkan pada gambar 4.3 dan tabel 4.5 berikut.
40
Berdasarkan gambar 4.3, pemberian titik jejak gerak bola dari kiri
ke kanan pada komponen x gambar video, namun karena origin telah
diatur komponen tegak lurus terhadap bidang miring dan komponen
sejajar dengan bidang miring maka data dari analisa video merupakan data
yang sesuai dengan keadaan sesungguhnya yaitu bola bergerak dari atas
menuju bidang miring. Hasil analisa video ditampilkan pada tabel 4.5.
Dari analisa video diperoleh data waktu ( ), posisi (�), posisi (�), kecepatan � (�/ ), dan kecepatan � (�/ ).
Tabel 4.5 Hasil analisa video dengan sudut bidang miring 5o
No ( ) (� ) (� ) � (�/ ) � (�/ ) 1 0,000 -0,039 0,464 0,006 0,068 2 0,033 -0,039 0,462 0,007 0,083 3 0,066 -0,039 0,459 0,011 0,135 4 0,100 -0,039 0,456 0,021 0,287 5 0,133 -0,038 0,445 0,041 0,596 6 0,166 -0,036 0,417 0,075 0,950 7 0,200 -0,033 0,382 0,122 1,313 8 0,233 -0,028 0,329 0,151 1,640 9 0,266 -0,023 0,270 0,159 1,909 10 0,300 -0,018 0,201 0,175 2,098 11 0,333 -0,011 0,129 0,201 2,090 12 0,366 -0,003 0,030 0,189 1,146 13 0,400 0,001 0,027 0,184 0,496 14 0,433 0,008 0,094 0,210 1,302 15 0,466 0,016 0,140 0,217 1,305 16 0,500 0,023 0,185 0,226 1,052 17 0,533 0,032 0,211 0,212 0,711 18 0,566 0,036 0,228 0,237 0,476
Berdasarkan tabel 4.5, untuk mencari kecepatan sebelum dan
setelah tumbukan dengan memperhatikan kecepatan � dan kecepatan � . Terjadinya tumbukan ditandai dengan penurunan kecepatan � dan penurunan kecepatan � , sehingga kecepatan sebelum tumbukan dan setelah tumbukan dapat diketahui. Dari tabel 4.5, penurunan kecepatan � dan � terjadi pada data ke-12 dan ke-13 maka data ke-11 merupakan kecepatan sebelum tumbukan dan data ke-14 merupakan kecepatan setelah
tumbukan. Data pada tabel 4.5 disajikan dalam grafik gambar 4.4 sampai
gambar 4.6.
Gambar 4.4 Grafik posisi terhadap waktu t. Titik data posisi ditandai dengan simbol lingkaran berwarna merah dan titik data posisi ditandai dengan persegi berwarna biru.
Dari gambar 4.4 dapat diketahui grafik posisi bola pada komponen
terhadap waktu dan grafik posisi bola pada komponen terhadap waktu
yang menunjukkan terjadinya tumbukan. Pada hasil analisa video ini,
42
komponen y pada posisi yang sama artinya pada titik data tersebut terjadi
tumbukan. Namun tidak semua analisa mendapatkan titik data saat
tumbukan. Hal ini dikarenakan kemampuan kamera yang digunakan untuk
merekam menampilkan 30 gambar rekaman per detik padahal waktu
peristiwa tumbukan sangat singkat sehingga kurang dapat menampilkan
data saat tumbukan. Jika tidak mendapatkan titik data saat tumbukan,
maka harus lebih memperhatikan beberapa titik data sebelum dan setelah
tumbukan terjadi. Titik data yang menunjukkan titik data setelah terjadinya
tumbukan ditandai dengan perubahan posisi dan yang nilainya
meningkat.
Gambar 4.5 Grafik hubungan kecepatan � terhadap waktu t.
Gambar 4.6 Grafik hubungan kecepatan � terhadap waktu t.
Dari gambar 4.5, kecepatan � semakin meningkat dari mulai bergerak hingga sebelum tumbukan, saat tumbukan kecepatannya
mengalami penurunan dan setelah tumbukan kecepatannya terus
meningkat. Dari gambar 4.6, kecepatan � mengalami percepatan karena gerak bola searah dengan gaya gravitasi, mulai waktu 0 s sampai 0,333 s.
Kemudian pada waktu 0,336 s sampai 0,400 s, kecepatan � mengalami perlambatan karena terjadi tumbukan dan energi kinetik bola tenis saat
tumbukan diubah menjadi energi bunyi pantulan bola. Setelah tumbukan,
mulai waktu 0,433 s sampai 0,466 s kecepatan � meningkat karena memantul dan kemudian terjadi penurunan kecepatan karena arah gerak
bola berlawanan dengan gaya gravitasi.
Hasil analisa video berupa kecepatan sebelum tumbukan � , kecepatan setelah tumbukan � , kecepatan sebelum tumbukan � dan kecepatan setelah tumbukan � . Dari hasil analisa video tersebut, dapat
44
dilakukan perhitungan untuk mencari koefisien restitusi � dengan menggunakan persamaan (2.6). Dari gambar 4.5 dan 4.6, kecepatan sesaat
sebelum tumbukan yaitu kecepatan sesaat sebelum mengalami penurunan
kecepatan dan kecepatan sesaat setelah tumbukan yaitu kecepatan sesaat
setelah mengalami penurunan kecepatan. Nilai koefisien gesek statis
maksimum, jari-jari luar bola dan jari-jari dalam bola diperoleh dari hasil
pengukuran. Berikut contoh perhitungan koefisien restitusi � , kecepatan sudut sebelum tumbukan � , kecepatan sudut setelah tumbukan � dan koefisien restitusi � .
Contoh perhitungan koefisien restitusi � sebagai berikut:
� = � �
(2.6)
� = ,, �/ �/ � = ,
Nilai koefisien restitusi � ini digunakan dalam perhitungan mencari nilai kecepatan sudut sebelum dan setelah tumbukan. Kecepatan
sudut sebelum tumbukan ω dan kecepatan sudut setelah tumbukan ω
diperoleh dengan perhitungan menggunakan persamaan 2.9 dan 2.10.
Berikut ditampilkan cara perhitungan kecepatan sudut sebelum tumbukan
� , kecepatan sudut setelah tumbukan � , dan koefisien restitusi bola tenis � untuk hasil eksperimen data pertama dengan sudut kemiringan bidang 5o.
Perhitungan kecepatan sudut sebelum tumbukan � : � = [�� ( + � ) ( + , ��� ) � ] + � (2.9) � = [ , + , ( + ,5 , � , � ) , �/�] + , �/� , � � = , , �/� � � = , −
Perhitungan kecepatan sudut setelah tumbukan � :
� = � − , ��� + � �
� (2.10)
� = , − − , , , , � + , � , �/�
� = , − − , −
� = , −
Perhitungan koefisien restitusi bola tenis � ∶
� = � − ��� − �� (2.7)
� = ,, �/� − , �/� – , � , � , � �−−
� = − ,– , �/ �/ � = 0,322
46
Eksperimen dilakukan dengan pengulangan sebanyak 3 kali. Data
eksperimen, perhitungan koefisien restitusi dan ralatnya pada lampiran 3.
Berikut ditampilkan hasil analisa kecepatan bola dan hasil perhitungan
koefisien restitusi pada tabel 4.6.
Tabel 4.6 Hasil analisa kecepatan bola tenis dan koefisien restitusi dengan sudut bidang miring 5o. No � (m/s) � (m/s) � (m/s) � (m/s) � ω (rad/s) ω (rad/s) � 1 0,201 2,090 0,210 1,302 0,623 34,996 14,590 0,322 2 0,237 2,267 0,327 1,307 0,576 37,024 15,518 0,226 3 0,237 2,187 0,191 1,303 0,596 36,294 15,293 0,342
Untuk mendapatkan nilai koefisien restitusi � dengan menggunakan persamaan (2.6). Koefisien restitusi pada arah tegak lurus
bidang miring ketika sudut bidang miring 5o adalah � = 0,60 ± 0,02). Untuk mendapatkan nilai koefisien restitusi � dengan menggunakan persamaan (2.7). Namun sebelumnya dicari terlebih dahulu nilai kecepatan
sudut sebelum tumbukan dan kecepatan sudut setelah tumbukan dengan
menggunakan persamaan (2.9) dan (2.10). Koefisien restitusi pada arah
sejajar bidang miring ketika sudut bidang miring 5o adalah � = 0,30± 0,06).
Cara analisis dan perhitungan yang sama dilakukan mendapatkan
kecepatan sebelum dan setelah tumbukan, kecepatan sudut sebelum dan
setelah tumbukan dan mengukur koefisien restitusi bola tenis dengan
variasi sudut bidang miring 25o dan 35o. Hasil pengukuran ditampilkan pada tabel 4.7 dan 4.8.
Tabel 4.7 Hasil analisa kecepatan bola tenis dan koefisien restitusi dengan sudut bidang miring 25o. No � (m/s) � (m/s) � (m/s) � (m/s) � ω (rad/s) ω (rad/s) � 1 1,056 1,931 0,822 1,080 0,559 53,541 35,425 0,538 2 1,077 1,952 0,744 1,035 0,530 53,897 35,930 0,640 3 1,056 1,970 0,865 0,876 0,445 52,124 35,000 0,505
Koefisien restitusi pada arah tegak lurus bidang miring ketika
sudut bidang miring 25o adalah � = 0,51 ± 0,06). Koefisien restitusi pada arah sejajar bidang miring ketika sudut bidang miring 25o adalah
� = (0,56 ± 0,01). Data eksperimen dan perhitungan ralat ditampilakan pada lampiran 4.
Tabel 4.8 Hasil analisa kecepatan bola tenis dan koefisien restitusi dengan sudut bidang miring 35o. No � (m/s) � (m/s) � (m/s) � (m/s) � ω (rad/s) ω (rad/s) � 1 1,396 1,724 1,055 0,821 0,476 58,410 43,097 0,708 2 1,299 1,566 0,972 0,769 0,491 54,046 40,002 0,726 3 1,258 1,535 0,933 0,852 0,555 53,437 39,070 0,714
Koefisien restitusi pada arah tegak lurus bidang miring ketika
sudut bidang miring 35o adalah � = (0,52 ± 0,04). Koefisien restitusi pada arah sejajar bidang miring ketika sudut bidang miring 35o adalah
� = 0,72 ± 0,01). Data eksperimen dan perhitungan ralat ditampilkan pada lampiran 5. Keseluruhan nilai koefisien restitusi dengan beberapa
48
Tabel 4.9 Koefisien restitusi � dan koefisien restitusi � dengan variasi sudut kemiringan bidang.
� ° � �
5 0,60 ± 0,02 0,30 ± 0,06 25 0,59 ± 0,08 0,56 ± 0,01 35 0,52 ± 0,04 0,72± 0,01
Tabel 4.9 menunjukkan bahwa semakin besar kemiringan
permukaan bidang miring nilai koefisien restitusi � tidak jauh berbeda. Namun semakin besar kemiringan permukaan bidang miring maka nilai
koefisien restitusi � semakin besar.
B. Pembahasan
B.1 Pengukuran Koefisien Gesek Statis Maksimum
Sistem empat bola digunakan untuk mengukur koefisien gesek
statis maksimum antara empat permukaan bola dengan permukaan bidang
kayu. Keempat bola yang digunakan dilingkungi oleh kotak karton dan
diatas kotak karton ditambahkan beban. Pada salah satu sisi kotak karton
dihubungkan dengan neraca pegas. Kemudian neraca pegas ditarik secara
pada arah sejajar bidang hingga bola tepat akan bergerak.
Nilai gaya tarik yang terukur oleh neraca pegas nilainya sama besar
dengan nilai gaya gesek statis maksimum antara bola dan permukaan
bidang kayu. Nilai koefisien gesek statis maksimum diperoleh melalui
persamaan (2.2) dengan gaya normal yang nilainya sama besar dengan
berat dari sistem empat bola. Massa sistem bola diukur dengan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
menggunakan neraca ohaus didapatkan nilai sebesar (1.534,8 ± 0,5) gram.
Hasil pengukuran dari eksperimen diperoleh nilai koefisien gesek statis
maksimum antara empat buah bola tenis dengan permukaan bidang kayu
sebesar 0,39 ± 0,02. Pada eksperimen pengukuran koefisien restitusi
menggunakan satu buah bola tenis sehingga nilai koefisien gesek statis
maksimum untuk satu bola diperoleh dengan cara hasil pengukuran
koefisien gesek statis maksimum untuk empat bola tenis dibagi empat.
Nilai koefisien gesek statis maksimum antara bola tenis dengan permukaan
bidang kayu untuk satu bola sebesar 0,10 ± 0,02. Pada penelitian ini
melakukan pengukuran koefisien gesek statis maksimum karena yang
menyebabkan terjadi gerak mengelinding setelah tumbukan adalah gaya
gesek statis maksimum antara bola dengan permukaan bidang. Selain itu,
gaya gesek hanya terjadi pada saat bola menumbuk permukaan bidang
miring sehingga bola memantul maka bola yang bergerak translasi menjadi
bergerak menggelinding. Nilai koefisien gesek statis maksimum digunakan
pada perhitungan mencari nilai kecepatan sudut sebelum tumbukan � dan kecepatan sudut setelah tumbukan � .
B.2 Pengukuran Jari-Jari Bola Tenis
Penggunaan analisa foto untuk mengukur jari-jari bola karena
selain dapat menganalisa video, softwere LoggerPro juga dapat digunakan
untuk menganalisa foto. Kelebihan penggunaan analisa foto yaitu dapat
menampilkan gambar belahan bola sehingga terlihat bahwa bentuk belahan
50
pengambilan data dilakukan dengan acak untuk mendapatkan nilai
rata-rata jari-jari bola. Jari-jari luar � didapatkan dengan cara mengukur diameter kulit luar bola dan setengah dari diameter luar bola adalah
jari-jari luar bola. Jari-jari-jari dalam � didapatkan dengan cara mengukur diameter kulit dalam bola dan setengah dari diameter dalam bola adalah
jari-jari dalam bola. Pengukuran dilakukan dengan menggunakan analisa
foto dari softwere LoggerPro. Hasil pengukuran jari-jari luar bola � adalah sebesar (38,3 ± 0,4) mm. Hasil pengukuran jari-jari dalam bola � adalah sebesar (30,9 ± 0,3) mm. Nilai jari-jari luar bola � dan jari-jari dalam bola
� digunakan pada perhitungan mencari nilai kecepatan sudut sebelum tumbukan � dan kecepatan sudut setelah tumbukan � .
B.3 Pengukuran Koefisien Restitusi
Peristiwa yang terjadi pada eksperimen yaitu tumbukan antara dua
buah benda. Tumbukan yang terjadi antara bola tenis dengan permukaan
bidang miring. Bola tenis jatuh bebas dari ketinggian 0,5 m ke permukaan
bidang miring. Sebelum tumbukan, bola tenis bergerak jatuh bebas
dengan kecepatan � = √ �ℎ . Setelah tumbukan, bola mengalami gerak mengelinding dengan lintasan berupa parabola. Sedangkan bidang miring
tidak bergerak baik sebelum tumbukan maupun setelah tumbukan. Dari
peristiwa tumbukan yang terjadi, nilai koefisien restitusi dapat diukur.
Koefisien restitusi adalah nilai perbandingan kecepatan setelah tumbukan
dengan kecepatan sebelum tumbukan.
Sebelum melakukan pengukuran, koefisien restitusi dilakukan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
eksperimen pendahuluan terlebih dahulu. Dari eksperimen pendahuluan
didapati beberapa kendala diantaranya:
1. Nilai koefisien restitusi lebih besar dari satu.
Nilai koefisien restitusi � dan � lebih besar dari satu. Padahal nilai koefisien restitusi bernilai mulai nol sampai satu < � < . Hasil pengukuran yang kurang baik ini disebabkan ukuran pada analisa
video berbeda dengan ukuran yang sebenarnya. Acuan ukuran yang
digunakan saat menganalisis video dibelakang set bidang miring.
Semakin ke belakang, tampilan gambar semakin kecil (3D). Untuk
mendapatkan nilai koefisien restitusi yang sesuai dengan ketentuan
maka acuan ukuran untuk menganaisa video dibuat sebidang gambar
dengan set bidang miring.
2. Tampilan gambar set bidang miring kecil.
Tampilan gambar set bidang miring terlihat kecil sehingga
memungkinkan terjadinya kesalahan dalam menganalisis video. Hal ini
dikarenakan kamera merekam video dengan tampilan landscape.
Sehingga untuk menampilkan tampilan rekaman set bidang miring
lebih besar, kamera diatur untuk merekam video dengan tampilan
tegak.
3. Hasil rekaman video dengan tampilan potrait tidak dapat dianalisa.
Setelah melakukan perekaman dengan tampilan potrait kemudian
rekaman diinsert ke LoggerPro, namun tampilan rekaman menjadi
52
kamera tertentu tidak mendukung, sehingga tidak bisa dianalisa.
Kamera yang digunakan pada eksperimen pendahuluan ini adalah
Fujifilm Finepix F770 EXR. Untuk mengatasi hal tersebut, digunakan
beberapa kamera yaitu smartphone Advan TL1, smartphone ASUS,
smartphone Samsung dan kamera Canon EOS 500D. Rekaman video
dari ketiga smartphone juga tidak dapat dianalisa. Namun rekaman
video dari kamera Canon EOS 500D dapat dianalisa dengan
menggunakan softwere LoggerPro.
4. Hasil analisa video yang berbeda-beda.
Hal ini dikarenakan pada saat menganalisa vidoo, acuan untuk
memberi jejak pada bola tidak pada titik yang sama. Solusinya bola
diberi garis horizontal pada tengahnya dan pada bagian ujung bawah
bola sebagai acuan pemberian jejak bola. Selain untuk membantu
analisa video, pemberian garis pada bola juga bertujuan untuk
menunjukkan bahwa bola mengalami gerak translasi mengelinding
setelah tumbukan.
Setelah kendala dari eksperimen pendahuluan dapat diatasi,
kemudian dilakukan pengambilan data. Bola dijatuhkan ke permukaan
bidang miring dari ketinggian 0,5 m dari permukaan bidang miring dan
gerak bola tenis direkam. Hasil rekaman kemudian dipindahkan ke
komputer dan dianalisa. Hasil rekaman video dianalisis dengan cara
memberi titik-titik pada bagian bawah bola. Pemberian titik dibagian
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
bawah bola bertujuan agar dapat memberi posisi yang sama untuk
mengambil data. Titik-titik dibuat dengan meng-klik ikon “add point”
pada bagian analisis video. Setelah itu secara otomatis kursor akan
berfungsi sebagai pemberi titik. Pemberian titik-titik dilakukan dengan
hati-hati untuk mengurangi kesalahan. Jika posisi titik yang dibuat tidak
tepat maka akan mempengaruhi hasil analisa akhir.
Hasil analisa menampilkan tabel yang mencatat data waktu, posisi
, posisi , kecepatan � dan kecepatan � . Kecepatan � dari analisa video merupakan kecepatan pada arah sejajar bidang miring dan kecepatan
� dari analisa video merupakan kecepatan pada arah tegak lurus bidang miring. Untuk mendapatkan kecepatan pada arah sejajar bidang miring dan
