Laporan Pengamatan Elastisitas Pegas

Laporan Pengamatan Elastisitas Pegas

Oleh :

Hainun Nisa Halida

10 IPA 1

Sekolah Menengah Atas Negeri 1 Pati

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum Wr.Wb

Pertama-tama, marilah senantiasa memanjatkan puji dan syukur atas ke hadirat ALLAH SWT yang selalu memberi kemudahan, keselamatan dan rizki kepada kita. Kami menyusun laporan mengenai elastisitas pegas untuk memenuhi tugas mata pelajaran fisika. Kami mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Drs. Sumaryo, M.Pd selaku Kepala SMA N 1 Pati

2. Bapak Nardi, S.Pd selaku Guru Fisika yang telah membimbing kami 3. Orang tua dan teman-teman

4. Pembaca

Kami sadar, makalah ini banyak kekurangan dan perlu pembaharuan. Kami mengharapkan kritik dan saran pembaca. Apabila ada tutur kata yang kurang berkenan, kami mohon maaf.

Wassalamualaikum Wr.Wb

Pati, Januari 2015

Penulis

1. Mempersembahkan karya bagi bangsa 2. Bangga menjadi putra daerah

SMA NEGERI 1 PATI

Jl. P. Sudirman 24 Telp. (0295) 381454 Pati-59113 Fax (0295) 381491 Website : www.smansapati.sch.id

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA

A. Judul

“Laporan Pengamatan Elastisitas Pegas” B. Tujuan

Laporan ini bertujuan untuk membuktikan bahwa pegas yang diberi beban perhitungannya sesuai dengan teori yang ditemukan.

C. Dasar Teori

Gerak harmonik sederhana adalah gerak osilasi yang periodic dan tidak pernah teredam yang biasanya mengikuti Hukum Hooke (bahwa gaya akan berbanding lurus dengan perubahan gerak) gerak harmonic secara umum terdiri atas gerak harmonic sederhana dan gerak harmonic teredam. Gerak harmonic sederhana adalah gerak periodic dengan lintasan yang ditempuh selalu sama(tetap). Gerak harmonic sederhana mempunyai persamaan gerak dalam bentuk sinusoidal dan digunakan untuk menganalisis suatu gerak periodic tertentu. Gerak periodic adalah gerak berulang atau berosilasi melalui titik setimbang dalam interval waktu tetap. Gerak harmonik sederhana dapat dibedakan menjadi dua bagian, yaitu :

1. Gerak harmonic sederhana linier, misalnya penghisap dalam silinder gas, gerak osilasi air raksa/air dalam pipa U, gerak horizontal atau vertical dalam pegas, dan sebagainya.

2. Gerak harmonic sederhana angular, misalnya gerak bandul, bandul fisis, osilasi ayunan torsi, dan sebagainya.

System pegas adalah sebuah pegas dengan konstanta pegas (k) dan diberi massa pada ujungnya dan diberi simpangan sehingga membentuk gerak harmonic. Gaya yang berpengaruh pada system pegas adalah gaya Hooke. Gerak harmonic sederhana disebabkan oleh gaya pemulih atau gaya balik linier (F), yaitu resultan gaya yang arahnya selalu menuju titik kesetimbangan dan besarnya sebanding dengan simpangannya, dimana arah gaya selalu berlawanan dengan arah simpangannya. Sehingga Hukum Hooke :

Dimana :

k = ketetapan gaya/konstanta pegas x = simpangan (m)

F = gaya pemulih (N)

digantungkan secara vertikal lebih panjang karena pengaruh gravitasi yang bekerja pada benda (gravitasi hanya bekerja pada arah vertikal, tidak pada arah horisontal). Mari kita tinjau lebih jauh getaran pada pegas yang digantungkan secara vertical.

gambar 1. arah gaya pegas yang digantung

Pada pegas yang kita letakkan horisontal (mendatar), posisi benda disesuaikan dengan panjang pegas alami. Pegas akan meregang atau mengerut jika diberikan gaya luar (ditarik atau ditekan). Pada pegas yang digantungkan vertikal, gravitasi bekerja pada benda bermassa yang dikaitkan pada ujung pegas. Akibatnya, walaupun tidak ditarik ke bawah, pegas dengan sendirinya meregang sejauh . Pada keadaan ini benda yang digantungkan pada pegas berada pada posisi setimbang. Kita dapat memperhatikan suatu system osilasi terdiri atas satu pegas dengan konstanta pesas k, dan satu benda bermassa m, yang terletak di atas bidang datar licin tanpa gesekan, seperti pada gambar a. Benda kita beri simpangan sedikit ke kanan, kemudian kita lepaskan lagi, sehingga system berosilasi dengan keadaan umumnya seperti pada gambar 2 (b).

Berdasarkan hukum II Newton, benda berada dalam keadaan setimbang jika gaya total = 0. Gaya yang bekerja pada benda yang digantung adalah gaya pegas ( = -kx0) yang arahnya ke atas dan gaya berat (W = mg) yang arahnya ke bawah. Total kedua gaya ini sama dengan nol. Analisis secara matematisnya :

gambar 3. analisis pegas

Kita akan tetap menggunakan lambang x agar tetap bisa dibandingkan dengan pegas yang diletakan horisontal. x dapat digantikan dengan y. Resultan gaya yang bekerja pada titik kesetimbangan = 0. Hal ini berarti benda diam atau tidak bergerak.

gambar 4

Pada titik setimbang, besar gaya total = 0, tetapi laju gerak benda bernilai maksimum ( v maks). Pada posisi ini, Ek bernilai maksimum, sedangkan Ep = 0. Ek maksimum karena v maks , sedangkan Ep = 0, karena benda berada pada titik setimbang(x=0).

Karena pada posisi setimbang kecepatan gerak benda maksimum, maka benda bergerak terus ke atas sejauh -x. Laju gerak benda perlahan-lahanmenurun, sedangkan besar gaya pemulih meningkat dan mencapai nilai bernilai maksimum sedangkan Ek =0.

Setelah mencapai jarak -x, gaya pemulih pegas menggerakan benda kembali lagi ke posisi setimbang (lihat gambar 5 di bawah). Demikian seterusnya. Benda akan bergerak ke bawah dan ke atas secara periodik. Selama benda bergerak, selalu terjadi perubahan energi antara Ep dan Ek . Energi Mekanik bernilai tetap. Saat benda berada pada titik kesetimbangan (x = 0), Em - Ek. Ketika benda berada pada simpangan sejauh -x atau +x, EM = Ep.

Dengan F adalah gaya yang terjadi pada pegas, k adalah konstanta pegas dan x adalah simpangan getaran pegas.

Dimana :

k = konstanta pegas m = massa beban (kg) x = simpangan (m) t = waktu(s)

a = percepatan gravitasi (m/s2)

Dalam percobaan getaran tergandeng ini, pegas yang digunakan lebih dari satu. Pegas disusun secara seri dan parallel. Untuk pegas disusun seri, konstanta (k) dihitung dengan :

Sedangkan pegas yang disusun parallel dapat dihitung dengan :

Gaya yang bekerja adalah :

Dengan x adalah panjang masing-masing pegas dalam keadaan setimbang. Dari Hukum II Newton, dapat kita tuliskan sebagai berikut :

D. Alat-alat dan bahan

Adapaun alat dan bahan yang dibutuhkan dalam percobaan ini yaitu : 1. Beban

2. Pegas

3. Statif modifikasi 4. Stopwatch E. Cara kerja

1. Siapkan alat dan bahan

2. Kaitkan pegas pada statif modifikasi

3. Beri beban pada bagian bawah pegas sebesar 100 gram 4. Lakukan percobaan tiga kali dengan jumlah getaran 20

5. Catat data berupa waktu yang diperlukan dalam menggetarkan pegas 6. Lakukan percobaan yang sama pada beban sebesar 200 gram

7. Catat data berupa waktu yang diperlukan dalam menggetarkan pegas 8. Tulis pada kertas laporan yang telah disediakan

F. Hasil analisis dan Pembahasan Data yang diperoleh :

1 100 gram 20 17,94

Pada dasar teori dikemukakan bahwa rumus yang digunakan yaitu :

Dapat diuraikan kembali menjadi :

= Acost

Selanjutnya, masukkan data yang diperoleh pada rumus. Pertama untuk data dengan massa sebesar 100 gram atau 0,1 kg.

No. m n t

k1 = 4.3,14kuadrat.0,1.20kuadrat 17,94kuadrat

k2 = 4π2mn2

t2

k2

=

4.3,14kuadrat_17,71kuadrat.0,1.20kuadrat

k2

=

1.577,536_313,6441

k2

=

5,0297

k3

=

4π2_t2mn2

k3

=

4.3,14kuadrat_17,70kuadrat.0,1.20kuadrat

k3

=

1.577,536_313,29

k3

=

5,03539

Selanjutnya, perhitungan akan dilakukan pada data yang bermassa 200 gram/0,2 kg.

No. m n t

1 200 gram 20 24,36

2 200 gram 20 24,41

3 200 gram 20 25,02

K1

=

4π2_t2mn2

K1

=

4.3,14kuadrat ._24,36kuadrat0,2.20kuadrat

K1

=

_592,92243155,072

K2

=

4π2_t2mn2

K2

=

4.3,14kuadrat ._24,41kuadrat0,2.20kuadrat

K2

=

3155,072_595,8481

K2

=

5,29509

K3

=

4π2_t2mn2

K3

=

4.3,14kuadrat ._25,02kuadrat0,2.20kuadrat

K3

=

_626,00043155,072

K3

=

5,04005

Rata-rata pada data pertama yang bermassa 100 gram

No. konstanta

1 4,90156

2 5,0297

3 5,03539

Rata-rata 4,98888

Rata-rata pada data pertama yang bermassa 100 gram

No. konstanta

H. Saran

Saran saya, ketika melakukan percobaan, lakukan minimal 5 kali lalu catat hasil yang mendekati sehingga hasilnya lebih akurat.

I. Daftar pustaka

http://goes2physic.blogspot.com/2012/03/laporan-praktikum-getaran-pegas.html (diunduh tanggal 20 Januari 2015)