LAPORAN PRAK TIKUM PERCEPATAN GRAVITASI (1)

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR

PERCEPATAN GRAVITASI BUMI

LABORATORIUM FISIKA DASAR JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS JEMBER

▸ Baca selengkapnya: jika massa almari 120 kg dan percepatan gravitasi 10 m/s2 maka gaya minimum yang diperlukan adalah

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Salah satu yang dipelajari dalam ilmu fisika adalah tentang percepatan gravitasi. Percepatan gravitasi didefinisikan sebagai percepatan yang disebabkan oleh gaya gravitasi. Gaya gravitasi merupakan gaya konservatif dan dapat pula dinyatakan sebagai sebagai gaya fundamental. Sebuah gaya gaya konservatif, jika usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut pada sebuah benda yang bergerak antara dua titik sama untuk semua lintasan yang dilaluinya.

Menentukan percepatan gravitasi bumi, dalam hal ini dilakukan didalam Laboratorium Fisika Dasar, dapat ditentukan dengan menggunakan bendul matematis. Bandul beserta 1 set alat perlengkapan diatur dengan panjang tali awal sebesar 80 cm. Ujung bandul diletakkan tepat ditengah. Beri simpangan kecil pada bandul sebesar 50 _{dan lalu dilepaskan. Ayunan yang terjadi harus mempunai} lintasan bidang dan tidak berputar. Waktu dicatat setelah terjadi 5 getaran, dan diulangi sebanyak 5 kali untuk mendapatkan data yang bervariasi, dapat dilakukan dengan menggunakan panjang tali yang berbeda.

1.2 Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dalam praktikum percepatan gravitasi bumi yaitu: 1. Bagaimana perbandingan g antara bandul matematis dengan badul fisis

tanpa silinder?

2. Bagaimana perbandingan g antara bandul fisis tanpa silinder dengan bandul fisis dengan silinder?

3. Apakah percepatan gravitasi di setiap tempat sama?

1.3 Tujuan Percobaan

Adapun tujuan dalam praktikum percepatan gravitasi bumi, yaitu:

1. Mampu membandingkan g antara bandul matematis dengan bandul fisis tanpa silinder.

Adapun manfaat dalam praktiku percepatan gravitasi bumi, yaitu:

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

Peristiwa buah jatuh dari pohon merupakan akibat dari adanya gaya gravitasi. Gaya gravitasi ini adalh gaya yang menyebabkan adanya percepatan gravitasi. Menentukan sebuah percepatan gravitasi suatu tempat dapat dilakukan dengan menggunakan bandul matematis. Bandul matematis merupakan benda ideal yang terdiri dari sebah titik massa yang digantungkan pada tali ringan yang tidak dapat mulur. Jika bandul ditarik kesamping dari posisi seimbangnya dan dilepaskan, maka bandul akan berayun dalam bidang vertikal karena pengaruh gravitasi. Geraknya merupakan gerak osilasi dan periodik (Halliday, 1997).

Periode bandul matematis dapat dituliskan, sebagai berikut:

T=2π

√

_gl . . . (2.1) panjang tali dan periode getarannya (Giancoli, 2001).

Sebuah benda tegar yang digantung dari suatu titik yang bukan merupakan pusat massanya akan berisolasi ketika disimpangkan dari posisi kesetimbangannya. Sistem seperti ini disebut bandul fisis.

Persamaannya yaitu:

T=2π

√

_{m gd}I . . . (2.3)

(

2Tπ

)

2

g=I .4π

2

md T2 . . . (2.4)

Persamaan (2.4) dapat digunakan untuk mengukur momen inersia bangun datar. Pusat massa dapat ditentukan dengan menggantungkan benda pada dua titik yang berbeda. Maka, untuk mencari momen inersia terhadap beberapa titik, kita menggantung benda ada titik untuk mengukur periode osilasi.

Igab = momen inersia gabungan

I1 = I '₁+M K2

I '1 = momen inersia silinder pejal yang diputar pada sumbunya

M=¿massa silinder pejal

K _{= jarak dari pusat silinder pejal sampai kepusat ayunan} I2 = momen inersia batang yang diputar pada jarak OP.

Hukum gravitasi universal adalah sebuah hukum yang sederhana. Konstanta G harus dicari dari eksperimen. Sekali G telah tertentu untuk sepasang benda, maka dapat menggunakan nilai tersebut dalam hukum gravitasi untuk menentukan gaya-gaya gravitasi diantara sembarangpasangan benda yang lain. Untuk menentukan nilai G, diperlukan gaya tarikan diantara dua massa yang diketahui. Nilai G yang diterima saat ini adalah:

G = 6,6720 x 10-11 _N.m2_/kg2_{. (Halliday, 1997).} Gaya yang dikerjakn oleh bumi pada sembarang massa m yang berada pada jarak r dari pusat bumi berarah menuju bumi dan dan besarnya diberikan dengan massa m1 sama dengan massa bumi ME dan m2 diganti m.

F=G MEm

r2 . . . (2.8)

BAB 3. METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Alat dan Bahan

Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum percepatan gravitasi bumi, yaitu:

a. Bandul matematis dengan perlengkapannya 1 set, sebagai objek yang digunakan untuk menentukan percepatan gravitasi.

b. Bandul fisis dengan perlengkapannya 1 set, sebagai objek yang digunakan untuk menentukan percepatan gravitasi.

c. Beban, sebagai benda yang digunakan untuk menentukan ( g ). d. Stopwatch, sebagai engukur waktu.

e. Mistar, digunakan unuk mengukur panjang sebuah benda.

3.2 Desain Percobaan

Adapun desain percobaan dalam praktikum percepatan gravitasi yaitu:

α

L

Gambar 3.2.1 Bandul Matematis

L

d θ

Gambar 3.2.2 Bandul Fisis tanpa Silinder Pejal (Sumber : Petunjuk Praktikum Fisika Dasar, 2013)

O

P

θ

3.3 Langkah Kerja

Adapun langkah kerja dalam praktikum percepatan gravitasi, yaitu:

3.3.1 Menentukan percepatan gravitasi bumi (g) dengan menggunakan bandul matematis.

1. Alat seperti pada gambar 3.2.1 diatur dengan panjang tali 80 cm. 2. Ujung bandul diatur agar tepat berada ditengah.

3. Simpangan kecil diberikan pada bandul (sudut θ<100_{), kemudian} dilepas. Ayunan diusahakan agar mempunyai lintasan bidang dan tidak berputar.

4. Waktu yang dibutuhkan dicatat untuk 5 getaran. 5. Langkah 1-4 diulangi sebanyak 5 kali.

6. Langkah 1-5 diulangi dengan 5 kali panjang tali yang berbeda.

3.3.2 Menentukan percepatan gravitasibumi (g) dengan menggunakan bandul fisis (bandul majemuk/compound).

Perhatikan gambar 3.2.2 1. Massa batang dicatat.

2. Batang diletakkan pada suatu kedudukan dan pusat massa dicari (c).

3. Batang digantungkan pada titik P, jarak d dicatat, yaitu antara titik P dengan C.

4. Jarak O dengan P dicatat.

5. Batang diayunkan dengan memberi simpangan kecil, waktu yang dibutuhkan dicatat untuk 6 kali getaran sempurna.

6. Langkah 1-5 diulangi sebanyak 3 kali.

Perhatikan gambar 3.2.3

1. Massa silinder pejal dan jari-jarinya dicatat.

2. Batang diletakkan pada suatu kedudukan dan pusat massa (c) dicari.

3. Batang digantungkan pada titik P, jarak d dicatat, yaitu jarak antara titik Pdengan C.

4. Jarak antara O dengan P dicatat.

5. K dicatat. K= jarak dari pusat silinder pejal sampai ketitik pusat ayunan (P).

6. Batang diayunkan dengan memberi simpangan kecil, waktu yang dibutuhkan dicatat untuk 6 kali getaran sempurna.

7. Langkah 6 diulangi sebanyak 5 kali.

3.4Analisis Data

Adapun analisis data dalam praktikum percepatan gravitasi, yaitu:

 Menentukan (g) dengan bandul matematis

g=l .4π

2

T2

Ralat : ∆ g=

|

δg_δl

|

|∆ l|+

|

_δTδg

|

|∆ T|

 Menentukan (g) dengan bandul fisis

Tanpa silinder : g=I .4π

2

md T2

Dengan silinder : : g=Igab.4π

2

m d T2

Ralat : ∆ g=

|

_δTδg

|

|∆ T|+

|

δg_δI

|

|∆ I|+

|

_δmδg

|

|∆ m|+

|

δg_δd

|

|∆ d|

I = ∆ g_g .100 %

K = 100% - I

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil

Berdasarkan praktikum tentang percepatan gravitasi bumi, diperoleh hasil sebagai berikut:

a. Menentukan (g) dengan menggunaka bandul matematis

No

b. Menentukan (g) dengan bandul fisis tanpa silinder

No d (cm) θ (0_{) t1 (s) t2 (s) t3 (s)}

1 40 30 9,56 9,4 9,25

2 35 30 9,16 9,50 9,09

3 30 30 8,95 8,43 9,09

g (m/s2_{) Δg g ± Δg I (%) K (%) AP}

13,4 0,05 13,4 ± 0,05 0,43 99,56 3

15,7 0,41 15,7 ± 0,41 2,6 97,3 3

19,4 1,7 19,4 ± 1,7 8,76 91,2 2

22,9 0,76 22,9 ± 0,76 3,3 96,6 2

c. Menentukan (g) dengan bandul fisis dengan beban

No d (cm) θ (0_{) t1 (s) t2 (s) t3 (s)}

1 26,25 30 10,55

2 26,25 45 10,60 10,42 10,78

3 36,25 45 11,45 11,38 12,22

g (m/s2_{) Δg g ± Δg I (%) K (%) AP}

12 14 16 18 20 22 24 26 0

5 10 15 20 25 30 35 40

4.2 Pembahasan

Pada percobaan yang kedua , adalah dengan menggunakan bandul fisis tanpa silinder. Percobaan bandul fisis tanpa silinder adalah menggunakan d sebagai jarak antara titik P dengan C. Besar d yangdiperoleh adalah 40 cm, 35 cm, 30 cm, dan 25 cm. Sehingga diperoleh (g) sebesar 13,4 m/s2_{, 15,7 m/s}2_{, 19,4 m/s}2_, dan 22,9 m/s2_{jika ditranformasikan ke bentuk grafik, menunjukkan bahwa antara} (d) dengan (g) adalah berbanding terbalik, yang artinya adalah semakin besar nilai d semakin kecil nilai percepatan gravitasi buminya.

Pada percobaan yang ketiga, adalah menentukan percepatan gravitasi bumi dengan bandul fisis yang diberi beban dua keping silinder pejal. Panjang d yang diperoleh sebesar 26,25 cm, 26,25 cm, dan 36,25 cm. Sehingga diperoleh (g) sebesar 23,6 m/s2_{, 23,3 m/s}2_{, dan 13,9 m/s}2_{. Dan jika dilihat dari} gambar grafik diperoleh data yang berbanding terbalik dan kemudian konstan.

Perbandingan percepatan gravitasi bumi (g) antara bandul matematis dengan bandul fisis tanpa silinder adalah sangat jauh (besar). Untuk percepatan gravitasi dengan bandul matematis hampir mendekati dengan literatur (9,8 m/s2_{), tetapi untuk percepatan gravitasi dengan bandul fisis tanpa silinder} sangat jauh nilainya dengan yang ada diliteratur (9,8 m/s2_{). Hal ini mungkin} terjadi karena adanya pengaruh beban, karena pada bandulfisis tidak atau tanpa beban.

Perbandingan percepatan gravitasi bumi antara bandul fisis tanpa silinder dengan bandul fisis dengan silinder pejal adalah tidak jauh berbeda nilainya. Hal ini terjadi karenaadanya persamaan bahan yang digunakan, yaitu bahannya berupa batang besi.

BAB 5. PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Adapun kesimpulan dalam praktikum percepatan gravitasi bumi, yaitu:  Perbandingan nilai percepatan gravitasi bumi (g) antara bandul matematis

dengan bandul fisis tanpa silider adalah jauh berbeda.

 Perbandiingan nilai percepatan gravitasi bumi (g) antara bandul fisis tanpa silinder dengan bandul fisis dengan silinder pejal adaah mendekati atau tidak jauh berdeda.

5.2 Saran

Adapun saran dalam praktikum percepatan gravitasi bumi (g), yaitu: Bagi praktikan diharapkan lebih teliti saat melkukan percobaan percepatan gravitasi bumi (g). Agar hasilnilainya tidak jauh berbeda dengan yang ada diliteratur. Selain itu, praktikan harus melihat jadwal terlebih dahulu, agar tidak salah jadwal dan agar praktikumberjalan dengan lancar.

DAFTAR PUSTAKA

Giancoli, Dauglas C. 1998 . Fisika Edisi Kelima Jilid 1. Jakarta : Erlangga. Halliday, David. 1997. Fisika Edisi Ketiga Jilid 1. Jakarta: Erlangga. Ishafit, 2004

Tim Fisika Dasar. 2013. Petunjuk Praktikum Fisika Dasar. Jember: Universitas Jember.