Laporan praktikum dan fisdas ayunanx

(1)

0 LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I

AYUNAN DAN PERCEPATAN GRAVITASI

Nama : Husnul Hatimah NIM : 1308205019

Dosen : Drs. Ida Bagus Alit Paramartha, M.Si. Asisten Dosen : I Gede Cahya Pradhana

Mega Wahyu

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS UDAYANA

(2)

1 I. TUJUAN PERCOBAAN

1. Mempelajari sifat ayunan.

2. Memahami perbedaan ayunan sederhana dengan ayunan fisis. 3. Mempelajari cara menggunakan ayunan sederhana dan ayunan fisis. 4. Menentukan percepatan gravitasi.

II. DASAR TEORI

Dalam kehidupan sehari-hari sering kali kita melihat atau membuat benda bergetar. Semua benda akan bergetar apabila kita berikan simpangan. Benda yang bergetar ada yang dapat dilihat dengan kasat mata karena simpangan yang diberikan sangat besar. Contoh :

Gambar 2.1 Bandul Sederhana.

2.1 Ayunan sederhana

(3)

2 Gambar 2.2 Ayunan Sederhana

Jika bandul berayun dengan sudut simpangan yang kecil ( <100), maka gerak ayunan ini dapat dianggap sebagai getaran selaras. Periode getaran selaras ini dapat dinyatakan dengan persamaan :

T = 2 (2.1) 2.2 Ayunan fisis

Bila suatu sistem ayunan, bagian-bagian yang bergerak memiliki massa dan ukuran yang cukup besar (tidak dapat diabaikan), maka sistem ayunan ini dinamakan sebagai ayunan fisis. Pada gambar dibawah ini terdapat sebuah bandul fisis yang terdiri dari sebuah batang dan silinder pejal sebagai bandulnya. Bila disimpangkan dengan sudut yang kecil, Kemudian dilepaskan maka ayunan ini dapat dianggap sebagai getaran harmonis.

(4)

3

T = periode ayunan (detik) I = momen inersia sistem (kg.m2) m’= massa sistem (kg)

g = percepatan grafitasi (m/s2)

a = jarak sumbu putar ke pusat massa sistem, lengan ayunan (meter) Karena massa batang tak dapat diabaikan terhadap massa bandul maka titik pusat massa sistem dicari sebagai berikut.

a = . . (2.3) Keterangan :

m = massa batang M = massa bandul

a = jarak antara sumbu putar dengan pusat massa sistem c = jarak antara sumbu putar dengan pusat massa batang d = jarak antara sumbu putar dengan pusat massa bandul

III. ALAT DAN BAHAN

Alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum ini antara lain : 1. Ayunan Sederhana

(5)

4 IV. PROSEDUR PERCOBAAN

A. AYUNAN SEDERHANA

Diambil panjang tali tertentu yang salah satu ujungnya diikatkan dengan beban tertentu dan ujung yang lainnya diikat pada tiang horizontal. Waktu ayunan diukur dengan mengukur waktu yang diperlukan untuk 20 kali ayunan. Percobaan ini diulang sekurang-kurangnya 3 kali dengan menggunakan panjang tali yang berlainan.

B. AYUNAN FISIS

Pemberat diletakkan di tengah-tengah batang. Waktu ayunan diukur dengan mengukur waktu yang diperlukan untuk 20 kali ayunan. Percobaan ini diulang sekurang-kurangnya 3 kali dengan panjang batang yang berlainan dari pusat massa.

V. DATA PENGAMATAN a. Ayunan sederhana

i. Percobaan panjang tali yang dilakukan 20 kali ayunan

Percobaan (cm) ̅ (cm) ̅ ̅

ii. Percobaan waktu yang dilakukan 20 kali ayunan

(6)

5 i. Percobaan panjang tali yang dilakukan 20 kali ayunan

Percobaan (cm) ̅(cm) ̅ ̅

ii. Percobaan waktu yang dilakukan 20 kali ayunan

(7)

6 ","#

" 0,0447 %& 0,000447 &

̅ ' ∆ 0,425 ' 0,000447 &

Ralat nisbi ∆_{̅ 0 100 %}

","""##2 _{",# 3} 0 100% 0,105 % 45 5 6787!595! 100% 45 5 !: 8:

100% 0,105% 99,89%

b. Waktu 20 kali ayunan

̅ ̅ ̅

28,85 28,56 0,29 0,0841

28,56 28,56 0 0

28,57 28,56 0,1 0,01

28,75 28,56 0,19 0,0361

28,09 28,56 -0,47 0,2209

Σ ̅ 0,3511

Δ Σ_{! ! 1} ̅ _{5 5 1}0,3511

",<3==_" 0,132

̅ ' ∆ 28,56 ' 0,132

Ralat nisbi ∆?

?̅ 0 100 %

",=< _@,3A 0 100% 0,46% 45 5 6787!595! 100% 45 5 !: 8:

(8)

(9)

8 ",==3

" 0,076

̅ ' ∆ 34,92 ' 0,076

Ralat nisbi ∆_{̅ 0 100 %}

","2A

<#,C 0 100% 0,021%

45 5 6787!595! 100% 45 5 !: 8:

100% 0,021% 99,98%

6.2Perhitungan

6.2.1 Ayunan sederhana Diketahui:

! 20 65 : 28,56 ' 0,132 s

0,425 ' 0,000447 & Jawab :

D !

D ' ∆ ̅_! 28,56 ' 0,132 s ₂₀ 1,428 ' 0,0066

D 2E F

F 4 E_D

F̅ ' ∆F _{DG ' ∆D 0 DG ' ∆D}4E ̅ ' ∆

F̅ ' ∆F _{1,428 ' 0,0066 0 1,428 ' 0,0066}39,4 0,425 ' 0,000447 &

F̅ ' ∆F 16,745 ' 0,018 &

(10)

9

0,5662 ' 0,00086 ∙ 0,5662 ' 0,00086 12

(11)

10 0,32 ' 0,00096 &

D 2E ∙ 5 I N_{5 ∙ F}

1,75 ' 0,0038 2E

∙ 0,245 ' 0,0003 I 0,32 ' 0,00096_{Q 0,245 ' 0,0003 ∙ FR}

F ' ∆F 4E . 5 I 6_{5 . D}

39,4 . 0,245 ' 0,0003 I 0,32 ' 0,00096_{0,245 ' 0,0003 . 1,75 ' 0,0038}

39,4 . _{0,75 ' 0,00405}0,16 ' 0,0047

39,4 . 0,21 ' 0,0072 8,3 ' 0,28 &M

Ralat nisbi = ∆ ×100% g

g

=

3 ,

8

28 ,

0

x 100% = 0,034%

(12)

11 6.3Grafik

1. Ayunan Sederhana.

Grafik panjang tali dengan kuadrat waktu.

Pada sumbu x merupakan panjang tali (cm) dan pada sumbu y merupakan keterangan waktu (s2).

2. Ayunan Fisis.

(13)

12 VII. PEMBAHASAN

Ayunan sederhana atau disebut bandul melakukan gerak bolak-balik spanjang AB. Waktu yang diperlukan benda untuk bergerak dari A sampai kembali ke A lagi disebut satu perioda sedangkan banyaknya getaran atau gerak bolak-balik yang dapat dilakukan dalam satu detik disebut frekuensi. Frekuensi yang dihasilkan bandul disebut frekunsi alamiah. Frekuensi alamiah adalah frekuensi yang dihasilkan oleh bandul tanpa pengaruh dari luar. Ketika beban digantungkan pada ayunan dan tidak diberikan gaya maka benda akan diam di titik kesetimbangan B. Jika beban ditarik ke titik A dan dilepaskan maka beban akan bergerak ke B, C lalu kembali lagi ke A. Gerakan beban akan terjadi berulang secara periodik, dengan kata lain beban pada ayunan di atas melakukan gerak harmonik sederhana. Pada ayunan sederhana, selain periode dan frekuensi, terdapat juga amplitudo. Amplitudo adalah perpindahan maksimum dari titik kesetimbangan. Pada contoh ayunan sederhana sesuai dengan gambar di atas, amplitudo getaran adalah jarak AB atau BC.

Ayunan fisis merupakan sembarang benda tegar yang digantung yang dapat berayun/bergetar/berisolasi dalam bidang vertikal terhadap sumbu tertentu. Ayunan fisis sebenarnya memiliki bentuk yang lebih kompleks, yaitu sebagai benda tegar.

Percobaan ayunan ini masing-masing pengukuran dilakukan sebanyak lima kali dengan menggunakan L (panjang tali) yang berbeda-beda. Selain menggunakan panjang tali yang berbeda. Hal yang diamati dalam praktikum kali ini adalah waktu yang diperlukan bandul melakukan ayunan sebanyak 20 kali. Dari data yang diperoleh selanjutnya kita dapat menentukan besarnya gravitasi bumi.

(14)

13 nilai grafitasi sebesar 8,3 ' 0,28 &M . Perbedaan besarnya nilai grafitasi yang diperoleh dari ayunan fisis dan ayunan sederhana dapat disebabkan oleh beberapa faktor antara lain :

a. Alat yang kita gunakan sedikit rusak sehingga tidak bekerja baik pada saat percobaan.

b. ketidaktelitian dan ketidak cermatan dalam membaca angka yang tertera pada alat.

c. Kurang tepatnya memulai stopwatch yang seharusnya bersamaan dengan mulainya melepas bandul. Dapat dilihat pada grafik ayunan sederhana dan ayunan fisis, terdapat perbedaan yang cukup signifikan. Misalnya pada ayunan sederhana. Pada grafik dapat dilihat bahwa terdapat panjang tali yang sama yaitu 42,60 cm namun waktu yang diperlukan untuk ayunan n=20 kali tidak lah sama.

VIII.KESIMPULAN

1. Ayunan Sederhana terdiri dari seutas tali dan sebuah benda dengan massa m yang digantungkan pada ujung tali.

2. Ayunan fisis adalah ayunan yang dapat berosilasi pada berbagai sumbu merupakan sembarang benda tegar yang digantung dan dapat berayun daam bidang vertikal terhadap sumbu tertentu.

3. Untuk menghitung percepatan gravitasi dapat digunakan ayunan sederhana dan ayunan fisis.

(15)

14 DAFTAR PUSTAKA

Paramarta, Ida Bagus Alit dan I Gede Cahya Pradhana.2013. Penuntun Praktikum

Fisika Dasar 1. Bukit Jimbaran : Fakultas Mipa Universitas Udayana

Giancoli, Douglas C.2001.Fisika Jilid I (terjemahan), Jakarta : Penerbit Erlangga

Alonso, Finn.1980.Fundamental University Physics Second Edition.Addison-Wesley Publishing Company, Inc: Canada.

http://id.wikipedia.org/wiki/ayunanfisis&sederhana (Diakses tangal 11 Desember 2013)

(16)