• Tidak ada hasil yang ditemukan

Laporan Praktikum Redaman Pegas Indonesia

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2018

Membagikan "Laporan Praktikum Redaman Pegas Indonesia"

Copied!
13
0
0

Teks penuh

(1)

LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM

FISIKA DASAR II

“REDAMAN PADA PEGAS”

Tanggal Pengumpulan : 29 Maret 2016 Tanggal Praktikum : 22 Maret 2016 Waktu Praktikum : 13.30-16.00 WIB

Nama : Annisa Febriana

NIM : 11150163000073

Kelompok/Kloter : 4 (Empat)/2 (Dua) Nama Anggota :

1. Nia (11150163000059) Kelas : Pendidikan Fisika 2 B

LABORATORIUM FISIKA DASAR

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

(2)

REDAMAN PADA PEGAS

A. TUJUAN PRAKTIKUM

1.

Menentukan jenis redaman

2.

Memahami materi redaman dengan praktek

3.

Menentukan koefisien redaman b

4.

Menganalisis perbandingan redaman disetiap cairan

B. DASAR TEORI

Banyak benda berosilasi yang gerak bolak-baliknya tidak tepat sama karena gaya gesekan melesapkan tenaga geraknya. Dawai biola akhirnya berhenti bergetar dan bandul akhirnya berenti berayun. Gerak semacam ini disebut gerak harmonik teredam (dampet). Walaupun pada kebanyakan benda tidak dapat menghindari geseka, dapat meniadakan efek redamannya dengan menambahkan tenaga ke dalam sistem yang berosilasi untuk mengisi kembali tenaga yang terisipasi oleh gesekan. Pegas utama dalam aloji dan beban yang berayun pada bandul jam memberikan tenaga eksternal untuk maksud di atas, sehingga sistem yang berosilasi , yaitu roda keseimbangan atau bandul, seolah-olah bergerak tanpa redaman (Halliday, 2010: 442).

Suatu benda bergerak bolak-balik terhadap suatu titik tertentu (titik setimbang), maka benda tersebut dinamakan bergetar atau disebut juga berosilasi atas

vibrasi (geteran). Karakteristik gerak osilasi yang paling dikenal adalah gerak tersebut bersifat periodik , yaitu berulang-ulang. Dalam fisika, terdapat bebrapa kasus benda bergetar, diantaranya adalah Gerak Harmonik Sederhana (simple harmonic oscillation), gerak harmonik terredam (damped oscillation) contohnya pegas berayun yang dicelupkan ke dalam air atau prinsip yang di pakai pada kendaraan bermotor untuk mencegah osilasi berlebih , dan ketiga osilasi dipaksa (fonced oscillation) , salah satu contoh osilasi dipaksa adalah ketika bermain ayunan dimana ayunan dipaksa berasoilasi dengan menggerakkan kaki. Adapun uraian dari gerak harmonik terredam yaitu kuat, kritis, dan lemah. Dengan nama istilahnya redaman terlalu rendah (underdamped), redaman kritis (critical damping) dan redaman berlebihan (over damping) (Ishaq, 2007 :152) .

Berikut ini gambaran osilator harmonik teredam. Sebuah piringan di hubungkan pada beban dan di benamkan dalam fluida yang memberikan gaya redaman (-b dx/dt), gaya pemulih elastiknya adalah (-kx).

Persamaan gerak osilator harmonik sederhana teredam berikan oleh hukum gerak kedua , F= m.a , dengan F merupakan jumlah dari gaya pemuluh –kx dan gaya redaman –b dx/dt ; di sini b adalah konstanta postif. Diperoleh bahwa

F = m.a

(3)

atau md2x/ dt2 + b dx/dt +kx = 0 Jika b kecil, solusi persamaan diferensial ini adalah

X = Ae –bt/2m cos (w1t + o) x= Ae−2btmcos

(ωt+ɸ)

ω= 2πV =

k

m−(2bm)

2

Berhubungan tetapan redaman dan frekuensi sudut tak teredam maka ketiga fisis itu bisa juga di sajikan :

a. Getaran terendam kuat b. Getaran terendam kritis c. Getaran terendam lemah

C. ALAT DAN BAHAN

N O

GAMBAR NAMA ALAT DAN BAHAN

1.

Pegas

2.

Beban

3.

(4)

4

Penggaris

5

Minyak

6

Stopwatch

7.

Gelas beaker

8.

Bejana berisi air

D. LANGKAH PERCOBAAN

Dalam melakukan percobaan ada tiga kali praktikum dengan menggunakan media berbeda, yaitu tanpa menggunakan media cair, menggunakan air bening, dan menggunakan minyak bening.

N

O GAMBAR

LANGKAH PERCOBAAN

1 Praktikum 1 1. Menyiapkan alat dan bahan baku yang akan di gunakan

(5)

mengaitkan beban dengan massa yang tekat ditentukan , lalu berikan tarikan kebawah agar pegas bergetar

3. Mengukur terlebih dahulu pegas (panjang mula-mula sebelum dikaitkan massa/beban) dan mengukur panjang ketika di kaitkan beban

4. Memasang penggaris pada statif untuk mengetahui panjang simpangan yang terjadi (pastikan titik nol pada penggaris tepat dengan pangkal pegas)

5. Ketika di berikan simpangan pada pegas, memastikan menggunakan stopwach untuk mengetahui waktu yang di perlukan

2 Praktikum 2 1. Langkah 1 dan 2 sama seperti praktikum 1

2. Mengisi bejana dengan air bening. Memastikan ketinggian air di bejana setara dengan beban(tercelup dengan air)

3. Mmberikan dorongan pada beban hingga sampai dasar air (pastikan tegak lurus antara pegas yang dikaitkan beban dengan permukaan dasar bejana)

4. Melepaskan pelan-pelan (perlahan) dorongan yang di berikan agar pegas dapat bergetar 5. Mengukur dan menyatat

simpangan yang terjadi serta waktu yang di butuhkan ketika terjadi getaran pada pagas

3 Praktikum 3

1. Langkah percobaan sama seperti praktikum 1 (1 dan 2)

2. Mengisi bejana dengan minyak dengan ketinggian minyak setara dengan tercelupnya seluruh beban 3. Memasang penggaris pada statif

untuk mengetahui panjang simpangan yang terjadi

(6)

menghidupkan stopwatch

E. DATA PERCOBAAN

Praktikum 1, Saat di udara

Simpangan yang digunakan 16 cm ; massa total = 0,2 kg

No Banyaknya getaran Simpangan (cm) Waktu ( sekon)

1 5 38 4,81

2 10 38 9,62

3 15 38 14,90

4 20 36,5 19,86

5 25 36,5 24,80

Praktikum 2

Simpangan yang digunakan 16 cm N

o Banyaknya getaran Simpangan (cm) Waktu ( sekon)

1 5 33 4,96

2 10 32 15,33

3 15 31,8 20,13

4 20 31,7 25,06

5 25 31,7 32,62

Praktikum 3 Simpangan yang digunakan

No Banyaknya getaran Simpangan (cm) Waktu ( sekon)

1 5 32 5,32

2 10 32 10,70

3 15 32 20,12

4 20 32 27,50

5 25 32 32,03

F. PENGOLAHAN DATA Percobaan 1

1. Getaran ke-5

T=nt=4,815 =0,962;T2=0,925s

k=4π

2m

T2 =

4π20,2

0,925 =8,53Nm

b=❑

4(mf)2

(

mk b

2π T

)

2

=❑

4

(

7,9280,20,9622π

)

2

=0,346

(7)

T=nt=9,8210 =0,982s

3. Getaran ke-15

T=nt=14,9015 =2,98s

4. Getaran ke-20

T=nt=19,8620 =0,94s

5. Getaran ke-25

T=nt=24,8025 =0,99s ; 1. Getaran ke-5

(8)

b=❑

4(mf)2

(

mk

2. Getaran ke-10

T=nt=9,7710 =0,977s ;T2=0,955s

3. Getaran ke-15

T=nt=14,4215 =0,961s ;T2=0,924s

4. Getaran ke-20

T=nt=17,9920 =0,899s ;T2=0,809s

5. Getaran ke-25

T=nt=22,9125 =0,916s ;T2=0,840s 1. Getaran ke-5

(9)

k=4π

2. Getaran ke-10

T=nt =10,6910 =1,069s ;T2=1,143s

3. Getaran ke-15

T=nt =15,6415 =1,043s ;T2=1,087s

4. Getaran ke-20

T=nt=19,2020 =0,960s ;T2=0,922s

5. Getaran ke-25

(10)

Pada umumnya setiap benda yang berosilasi akan berhenti berosilasi jika tidak digetarkan secara terus menerus. Benda yang pada mulanya bergetar atau berosilasi bisa berhenti karena mengalami redaman. Redaman bisa terjadi akibat adanya gaya hambat atau gaya gesekan. Osilasi yang mengalami redaman biasa disebut

sebagai osilasi teredam alias getaran teredam. Dalam beberapa buku digunakan istilah gerak harmonik teredam.

Jika hambatan atau gesekan cukup kecil maka benda tersebut akan mengalami redaman. Adanya redaman menyebabkan amplitudo berkurang perlahan-lahan hingga menjadi nol. Amplitudo berkaitan dengan energi. Berkurangnya amplitudo osilasi menunjukkan bahwa energi benda yang berosilasi berkurang. Energi ini berubah menjadi kalor alias panas (kalor ditimbulkan oleh adanya gesekan). Perlu diketahui bahwa redaman yang dialami oleh benda cukup kecil sehingga untuk kasus seperti ini, osilasi benda menyerupai gerak harmonik sederhana.

H. TUGAS PASCA PRAKTIKUM

1. Buatlah 3 grafik hubungan antara amplitudo A terdapat t untuk praktikum 1,2, dan 3!

2. Tentukan berapa frekuensi alami pada praktikum 1! 3. Tentukan frekuensi angular pada praktikum 21 4. Tentukan frekuensi angular pada praktikum 3!

5. Tentukan besarnya konstanta redaman b pada praktikum 2&3! 6. Tentukan jenis redaman pada praktikum 2 dan 3!

Jawaban: 1.

4,6 9,1 15,8 16,1 21,22

0 5 10 15 20 25 30

5

10

15

20

25

Percobaan ke 1

Hubungan antara ampli-tudo A terhadap t

AMPLITUDO

S

IM

P

A

N

G

A

(11)

4,5 8,4 13,1 19,6 25,5

Percobaan ke 2

Hubungan amplitudo A terhadap t

Percobaan ke 3

(12)

=0,51 rads

Getaran ke 15 W¿

mk

b

2

4m2 Getaran ke 20 W¿

k m

b

2

4m2

= 0,46 rads =0,46 rads

Getaran ke 25 W=

k

m

b

2

4m2=0,46

rad s

4.Getaran ke 5 W¿

mk

b

2

4m2 Getaran ke 10 W¿

k m

b

2

4m2

=0,46 rads =0,54 rads

Getaran ke 15 W¿

mk

b

2

4m2 Getaran ke 20 W¿

k m

b

2

4m2

=0,54 rads =0,54 rads

Getaran ke 25 W=

mk

b

2

4m2=0,46

rad s

5. Percobaan 2

Getaran ke 5 Getaran ke 10 b= 2 m

mk−¿ ¿

b= 2 m

mk−¿ ¿ =0,4

7,840,2 −¿ ¿

=20,2

11,60,2−¿ ¿ =0,4 √39,2−39,4

=0,4 √58−58,2 =0,40,4=0,16

=0,40,4=0,16

Getaran ke 15 b= 0,4

8,520,2 −¿¿ Getaran ke 20 b= 0,4

10,580,2 −¿ ¿

= 0,4 √42,6−28,3 =0,4 √7,9−29,3

= 0,4 3,78= 1,58 =0,4 21,4= 8,56 Getaran ke 25 b= 2 m

mk −¿ ¿

=0,4

13,520,2 −¿ ¿

= 0,4 √67,6−67,7

=0,4 0,31=0,12

(13)

Getaran ke 5 b=2 m

mk−¿ ¿ Getaran ke 10 b=2 m

mk −¿ ¿

=0,4

1,470,2 −¿ ¿ =0,4

7,350,2 −¿¿

=0,4 √7,35−3,4 =0,4 √36,75−37,4

=0,4 5,16=2,06 =0,4 0,81=0,32

Getaran ke 15 b=2 m

mk−¿ ¿ Getaran ke 20 b=2 m

mk−¿ ¿

=0,4

6,560,2 −¿ ¿ =0,4

6,860,2 −¿ ¿

=0,4 √32,8−30,6 =0,4 √34,3−34

=0,4 1,48=0,59 =0,4 0,54=0,21

6. Praktikum 2: jenis redaman critical damped Praktikum 3: jenis redaman over damped

I. KESIMPULAN

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan ada beberapa sehingga berikut :

1. Konstanta pada masing-masing percobaan berbeda-beda karena perbedaan bahan yang digunakan atau tingkat kerenggangan pegas.

2. Besarnya gaya yang diberikan berbanding lurus dengan perubahan panjang pagar (

∆ x¿ yaitu panjang awal panjang akhir. J. KOMENTAR

Dalam percobaan yang telah dilaksanakan, ada beberapa yang perlu di perbaiki yaitu sebagai berikut .

1. Waktu yang disediakan kurang lama, tidak setara dengan banyaknya waktu yang diperhitungkan.

2. Lebih baik lagi tambahkan corong agar mempermudah untuk menuang minyak dari gelas ukur ke bejana

3. Sebaiknya ada sebuah alat yang bisa menjepit pegas, karena jika pakai solatif akan terlepas terutama jika beban yang digunakan berat.

K. DAFTAR PUSAKA

Ishaq , Mohammad, 2007. Fisika Dasar Edisi Kedua, Yogyakarta : Graha Ilmu

Jati dan Priyambodo, 2009, Fisika Dasar untuk Mahasiswa Komputer dan Informatika, Yogyakarta : Andi

Halliday , dkk, 2010, Fisika Dasar Edisi Ketujuh Jilid 1. Jakarta : Erlangga

Referensi

Dokumen terkait