modul Bandul Fisis

(1)

. . . A Xo C B L 1  2  A B C Xo

.

Ket : T = kecil T

I. MAKSUD DAN TUJUAN

1. Mengenal sifat bandul fisis 2. Menentukan percepatan gravitasi

II. DASAR TEORI

Bandul fisis adalah sebuah benda tegar yang ukurannya tidak boleh dianggap kecil dan dapat berayun (gambar 1).

Gambar 1. Bagi bandul fisis berlaku :

a g k a T   2 2 2 ... (1) Dengan :

T = periode atau waktu ayun

k = radius girasi terhadap pusat massa Xo a = jarak pusat massa Xo ke poros ayunan

Dengan mengambil A sebagai titik poros ayunan didapat waktu ayun T1, dan untuk

b sebagi poros ayunan didapat T2.

(2)









_









_



















2 1 2 2 2 1 2 1 2 2 2 1 2

8

8 a

a

T

a

T

g



Suatu titik yang terletak pada garis AB dengan jarak 1 dari poros ayunan disebut pusat osilasi (garis Ab melalui pusat massa), bila [usat osilasi ini dipakai sebagai poros, maka didapat bandul fisis baru dengan T yang sama dengan semula. Jadi pusat osilasi conjugate dengan titik poros sepanjang garis AB, dengan harga T yang sama.

Catatan tambahan :

 Pusat massa adalah sebuah titik yang dapat dianggap merupakan konsentrasi seluruh massa sebuah benda.

 Bandul fisis adalah benda yang bergerak harmonis sederhana yang massa batang penghubungnya tidak dapat diabaikan.

 Benda tegar adalah benda yang tidak berubah volume / bentuknya jika diberi gaya dan memiliki tingkat kekakuan tinggi.

 Perbedaan bandul fisis dan matematis adalah bandul fisis pusat massanya berubah dan massa batangnya diperhitungkan , sedangkan bandul matematis adalah bandul yang pusat massanya tetap dan massa batangnya tidak diperhitungkan.

 Inersia ( kelembaman ) adalah Sifat suatu benda yang mempertahankan kedudukannya apabila diberi gaya.

 Radius Girasi ( k ) adalah

- jarak antara poros putaran benda dari suatu titik diaman seluruh massa benda seolah – olah berkumpul.

- Akar kuadrat perbandingan momen kelembaman suatu benda

tegar di sekitar sumbu terhadap massa benda.

- Jarak pusat ayunan ke suatu titik fiktif dimana seolah – olah

(3)

III.ALAT-ALAT

1. Bandul fisis terdiri dari batang logam tegar dan bandul 2. Penggantung

3. Stopwatch 4. Mistar Gulung 5. Counter

IV. PROSEDUR KERJA

1. Ukur panjang batang dari ujung satu ke ujung lainnya.

2. Pilihlah titik A sebagai titik poros ayunan. Ukur jarak titik A terhadap C (C adalah titik tengah beban/bandul pemberat) dan ujung atas ke titik poros. 3. Amati waktu ayunan penuh untuk n ayunan (n ditentukan oleh asisten). 4. Amati waktu yang diperlukan untuk n ayunan penuh, sekitar 5 menit (bisa

lebih atau kurang dari 5 menit).

5. Amati lagi waktu ayunan penuh untuk n ayunan (n ditentukan asisten). 6. Pilihlah titik B (difihak lain dari C) sebagai titik gantung. Ukurlah jarak AB.

(AB = a1 + a2, dimana a1 ≠ a2)

7. Lakukanlah langkah V.3 sampai V.5 untuk titik B.

8. Lakukanlah kembali langkah V.1 sampai V.6 untuk titik A dan B yang lain (ditentukan oleh asisten).

9. Massa batang = 0,53 kg, massa bandul (2 bh) = 4,6 kg, massa perak = 0,07 kg. Catatan

a. Cara menghitung T dengan teliti, missal n = 50 ayunan.

Pengamatan dan langkah V.3 = 81.3 detik

V.4 = 300,9 detik V.5 = 82,0 detik Maka Tsementara = 50 50 0 , 82 3 , 81   =1,633 detik

Jadi dalam 300,9 detik ada 300,9 / 1,633 = 184,26 ayunan Tteliti = 300,9 / 184 = 1,635 detik

(4)

(untuk menghitung Tteliti jumlah ayunan harus dalam bilangan bulat).

b. Pilihlah titik A dan B tidak sepihak dan tidak setangkup. Bila A dekat dengan C maka B harus jauh.

c. Jangan membuat simpangan terlalu besar.

d. Batang logam dan bandul pemberat dianggap homogen. Tabel data pengamatan

Panjang batang = ( ± ) m

Massa bandul + pasak = ( ± ) kg

Massa batang = ( ± ) kg

Poros Waktu 50 ayunan I Jumlah ayunan ± 5

menit Waktu 50 ayunan II AC = BC = V. ANALISA DATA 1. Data Ruang

Keadaan Tekanan ( cmHg ) Suhu ( ˚C ) Kelembaban ( % )

Awal Percobaan ( 6,8300 ± 0,0005 ) 10 ( 2,40 ± 0,05 ) 10 ( 6,30 ± 0,05 ) 10

Akhir Percobaan ( 6,8700 ± 0,0005 ) 10 ( 2,50 ± 0,05 ) 10 ( 6,80 ± 0,05 ) 10

2. Data Percobaan

Diketahui dari modul : mbatang 530 gr, mbandulpasak  4670 gr,

Panjang batang ( L ) = ( 1,0950 ± 0,0005 ) 102_cm

1. Titik gantung lubang pertama

Panjang ( cm ) Waktu Ayunan

50 I ( s )



ayunan 5 menit ( ayunan )

Waktu Ayunan 50 II ( s )

(5)

A1C A1XoA B1C B1XoB = (6,350 ± 0,005)10 = (5,810 ± 0,005)10 = (4,660 ± 0,005)10 = (4,140 ± 0,005)10 (8,200 ± 0,005)10 (7,490 ± 0,005)10 (1,830 ± 0,005)102 (2,040 ± 0,005)102 (8,100 ± 0,005)10 (7,310 ± 0,005)10

2. Titik gantung lubang kedua

50 I ( s )



ayunan 5 menit ( ayunan ) Waktu Ayunan 50 II ( s ) A2C A2XoA B2C B2XoB = (5,760 ± 0,005)10 = (5,300 ± 0,005)10 = (5,140 ± 0,005)10 = (4,620 ± 0,005)10 (7,800 ± 0,005)10 (7,840 ± 0,005)10 (2,010 ± 0,005)102 (1,890 ± 0,005)102 (7,800 ± 0,005)10 (7,860 ± 0,005)10

3. Titik gantung lubang ketiga

50 I ( s )



ayunan 5 menit ( ayunan ) Waktu Ayunan 50 II ( s ) A3C A3XoA B3C B3XoB = (5,30 ± 0,005)10 = (4,810 ± 0,005)10 = (4,650 ± 0,005)10 = (4,120 ± 0,005)10 (7,520 ± 0,005)10 (7,600 ± 0,005)10 (1,980 ± 0,005)102 (1,970 ± 0,005)102 (7,530 ± 0,005)10 (7,420 ± 0,005)10 VII. P ERHITUNGAN

Menghitung Pusat massa

Hasil perhitungan Angka pelaporan ( cm )

nilai ( delta ) Pusat massaA1 Pusat massaB1 Pusat massaA2 Pusat massaB2 10.4299 10.25029 9.711442 10.25029 0.04745 0.04745 0.04745 0.04745 (1,043 ± 0,005)10 (1,025 ± 0,005)10 (9,71 ± 0,05) (1,025 ± 0,005)10

(6)

Pusat massaA3 Pusat massaB3 9.980865 10.3401 0.04745 0.04745 (9,98 ± 0,05) (1,034 ± 0,005)10  Menghitung a1dana2

Hasil perhitungan Angka pelaporan ( cm )

nilai ( delta ) I a1 a2 47,6701 36,3497 0,09745 0,09745 (4,767 ± 0,010)10 (3,635 ± 0,010)10 II a1 a2 43,2886 41,1497 0,09745 0,09745 (4,329 ± 0,010)10 (4,115 ± 0,010)10 III a1 a2 38,1191 36,1599 0,09745 0,09745 (3,812 ± 0,010)10 (3,616 ± 0,010)10  Menghitung Tsementara

Hasil perhitungan Angka pelaporan ( s )

nilai ( delta ) Tsementara 1 Tsementara 2 Tsementara 3 Tsementara 4 Tsementara 5 Tsementara 6 1,63 1,48 1,56 1,57 1,505 1,502 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 (1,6300 ± 0,0010) (1,4300 ± 0,0010) (1,5600 ± 0,0010) (1,5700 ± 0,0010) (1,5050 ± 0,0010) (1,5020 ± 0,0010)

 Menghitung jumlah ayunan

Hasil perhitungan Angka pelaporan

(ayunan)

(7)

jumlah ayunan 1 jumlah ayunan 2 jumlah ayunan 3 jumlah ayunan 4 jumlah ayunan 5 jumlah ayunan 6 112,2699 137,838 128,846 120,3822 131,561 131,158 0,3756 0,43097 0,4031 0,39515 0,41906 0,42045 (1,123 ± 0,0038)102 (1,378 ± 0,004)102 (1,289 ± 0,004)102 (1,204 ± 0,004)102 (1,316 ± 0,004)102 (1,312± 0,0031)102  Menghitung Tteliti

Hasil perhitungan Angka pelaporan (s)

nilai ( delta ) Tteliti 1 Tteliti 2 Tteliti 3 Tteliti 4 Tteliti 5 Tteliti 6 1,63 1,48 1,56 1,57 1,505 1,502 0,009907 0,008254 0,00876 0,009308 0,00859 0,008628 (1,630 ± 0,010)102 (1,480 ± 0,008)102 (1,560 ± 0,009)102 (1,570 ± 0,009)102 (1,505 ± 0,009)102 (1,502± 0,009)102  Menghitung g

Hasil perhitungan Angka pelaporan (cm/s2₎

nilai ( delta ) g1 g2 g3 798,34 1820,158 1206,001 524,32 1194.549 1113,36 ( 7,98 ± 5,24 )102 ( 1,82 ± 1,19 )103 ( 1,21 ± 1,11 )103  Menghitung g 833 , 1274 3 001 , 1206 158 , 1820 34 , 798     g cm/s2

(8)

076 , 944 3 36 , 1113 549 , 1194 32 , 524   _  g _cm/s2 Angka pelaporan = ( 1,3 ± 9,4 )103 _cm/s2 VI. PEMBAHASAN

Setelah melakukan percobaan diatas maka penulis dapat menganalisa beberapa hal yaitu :

1. Pada pengolahan data Tsementara yang didapat sama dengan Tteliti. Hal ini

membuktikan bahwa waktu yang dihitung sudah tepat atau teliti. Hal ini membuktikan percobaan yang dilakukan sudah sesuai dengan prosedur yang baik.

2. Pada pengolahan data, ternyata terdapat hal yang aneh. Percepatan gravitasi ( g ) yang didapatkan sekitar 1274,833 cm/s2_atau _{sekitar 12,748 m/s}2_.

Padahal berdasarkan teori yang didapat harusnya g = 9,8 m/s2_{. Hal ini}

mungkin disebabkan oleh beberapa hal sebagai berikut :

 Kesalahan dalam perhitungan yang dilakukan di pengolahan data yang menyebabkan berbedanya hasil dengan teori.

 Adanya terlalu banyak pembulatan dalam pengolahan data.

 Simpangan bandul yang dilakukan saat percobaan terlalu besar atau terlalu kecil.

VII. KESIMPULAN

Setelah melakukan percobaan diatas, maka terdapat beberapa hal yang dapat disimpulkan yaitu sebagai berikut :

1. Bandul fisis merupakan aplikasi dari ayunan sederhana

yang terdiri atas suatu bandul yang digantungkan pada sebuah batang . jika bandul diberi sedikit simpangan kekiri atau kekanan dari posisi seimbangnya dan kemudian dilepaskan, maka bandul akan bergerak bolak

(9)

balik disekitar titik keseimbangannya, gerakan bolak balik ini disebut gerak harmonik sederhana.

2. Syarat yang harus dipenuhi oleh suatu benda yang

bergerak harmonik sederhana adalah adanyasuatu gaya yang berusaha mengembalikan benda kepada posisi seimbangnya.

3. Ayunan sederhana ini merupakan suatu metoda

ederhana yang cukup teliti untuk mengukur percepatan grafitasi bumi di suatu tempat.

4. Syarat bandul fisis ini dapat mengukur gravitasi

adalah :

 Tali penggantung tidak bersifat elastis

 Bandul cukup kecil dan bentuknya sedemikian sehinggapengaruh

gesekan dengan udara dapat diabaikan.

 Simpangan yang diberikan cukup kecil, hal ini dapat diatasi dengan mempergunakan tali penggantung yang cukup panjang.

(10)

Team.1980. Penuntun Praktikum Fisika. Bandung : Armico.

Team. 2004. Modul praktikum Fisika dasar. Bandung : Laboratorium Fisika Dasar – ITENAS