MATA KULIAH : FISIKA LABORATORIUM
LAPORAN PRAKTIKUM
Oleh :
JEPERIS NAHAMPUN 8126175008 KOMYADI 8126175009
RIKARDO MARPAUNG
Kelas : A
DOSEN MATA KULIAH DR. RIDWAN A. SANI, M.Si
PRODI : MAGISTER PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS PASCASARJANA
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN 2013
1. Pertanyaan
a. Bagaimana bentuk grafik antara periode dan panjang bandul fisis?
b. Berapa periode ayunan bandul fisis jika ditentukan menggunakan grafik? c. Berapa besar percepatan gravitasi berdasarkan data percobaan?
2. Alat dan bahan
No. Nama Alat Jumlah
1 Statif bandul fisis 1 set 2 Bandul fisis 1 set 3 Mistar (1 meter) 1 buah 4 Stop watch/jam 1 buah
3. Landasan Teori
Bandul fisis berbeda dengan bandul matematis, karena bandul fisis sebuah benda tegar. Ayunan benda tegar dipengaruhi oleh momen inersia benda tersebut. Misalkan sebuah benda tegar yang memiliki pusat massa di titik G diayun pada titik O seperti diillustrasikan pada gambar berikut.
Jika I adalah momen inersia benda, jika diputar pada titik O, m adalah massa belah jarak O ke G, maka periode ayunan (T) adalah :
T
=
2
π
√
I
mgh
Momen inersia benda jika diputar pada titik O dapat dinyatakan sebagai berikut:
I=IG+mh2
Dimana
I
G adalah momen inersia benda jika diputar pada pusat massanya (G). BesarIG=m.k2, dimana k adalah jari-jari girasi sekitar pusat massa benda. Perioda ayunan dapat
dinyatakan sebagai berikut:
T
=
2
π
√
λ
g
Berdasarkan persamaan perioda ayunan, dapat dinyatakan bahwa:
λ
=
(
h
+
k
2
h
)
h2−hl+k2=0
Terbentuklah sebuah persamaan kuadrat yang memiliki 2 nilai untuk h, misalkan h1 dan h2.
Secara matematika diperoleh h1 + h2 = l, dan h1h2 =k2. Untuk setiap nilai T diperoleh 2 nilai
untuk h sehingga grafik h-vs-T dapat digambarkan sebagai berikut:
Grafik sebelah kanan G untuk h1 yang diukur dari O ke G dan grafik sebelah kiri untuk h2 yang
diukur Q ke G. Titik Q adalah titik tumpu untuk mengayun bandul (jika bandul dibalik) sedemikian sehingga periode bandul sama besar jika diayun pada titik O. Nilai l dapat diperoleh dari grafik (jarak B ke D) dengan melihat sebuah garis horizontal dapat dibuat untuk memperoleh beberapa nilai l. Setiap nilai l berkorelasi dengan nilai T tertentu sehingga dapat diperoleh harga rat-rata untuk 1/T2 untuk menentukan batas percepatan gravitasi berdasarkan
persamaan berikut:
g=4π
2λ
T2
4. Metode Percobaan
Percobaan dilakukan dengan terlebih dahulu menentukan pusat massa dari bandul fisis. Pusat massa bandul dapat ditentukan dengan mencari titik kesetimbangan bandul dimana bandul dapat setimbang secara horizontal jika ditumpu pada pusat massanya. Untuk mempermudah menentukan h, berilah tanda pada titik pusat massa bandul dengan menggunakan kapur. Lakukan percobaan menentukan periode ayunan bandul dengan memilih satu titik ayunan (O) dan h diukur menggunakan mistar. Agar penentuan periode (T) ayunan lebih teliti, tentukanlah waktu ayunan bandul untuk 50 ayunan sempurna dan catat pada table sebagai berikut:
Tabel I hasil Pengamatan
No. H (cm) Waktu ayunan 20
(detik)
T (detik)
4 5 dst
Lakukan percobaan dengan h yang berbeda sampai mendekati titik pusat massa benda. Tentukan nilai T untuk masing-masing nilai h. baliklah bandul dan lakukan percobaan untuk menentukan periode ayunannya seperti yang telah dilakukan sebelumnya.
Buatlah table hasil pengamatan seperti table 1. Catatlah langkah-langkah percobaan yang anda lakukan karena perlu dituliskan sebagai prosedur melaksnaakan percobaan dalam laporan percobaan. Setelah memperoleh data, gambarkan grafik h-vs-T berdasarkan hasil pencobaan. Lakukan analisis grafik untuk memperoleh nilai l seperti dijelaskan dalam teori. Buatlah table hasil analisis sebagai berikut:
Tabel I hasil Pengamatan No
.
T(detik) T2 (detik)2 1/T2 (cm/detik2)
1 2 3 4 5 dst
Jumlah rata-rata Rat-rata
5. Data percobaan
Alat ukur waktu : jam
Ketelitian alat ukur waktu : ½ . 1 s = 0,5 Alat ukur Panjang : Mistar
Ketelitian alat ukur panjang : ½ . 0,1 cm = 0,05
Setelah melakukan percobaan sesuai dengan prosedur, maka kita akan mendapatkan hasil percobaan. Adapun data hasil percobaan yang telah dilakukan adalah sebagai berikut:
Table 1. data percobaan
1 13 18
h2(cm) Waktu 20 ayunan (detik)
Tabel 2. Data percobaan dan nilai periode
No. h1(cm) Waktu 20 ayunan
(detik) Trata-rata (detik) T(detik)
1 13 18 18 0,9
6. Analisis Percobaan
Dari data table 1 diatas, kemudian kita menggambarkan grafik berikut ini:
Gambar 1. Grafik antara h vs T
Dari grafik diatas, kita mendapatkan nilai l=(13 + 5)=18 cm yaitu jarak dari A ke D. Kemudian menentukan nilai h1 dan h2, dapat dilihat juga dari grafik. Lalu menghitung nilai k2
dengan menggunakan k2 =( 5.13) sesuai dengan tinjauan pustaka di atas. Dan terakhir
menentukan nilai λ dengan menggunakan:
λ=
(
h+k2
h
)
=(
18+65
18
)
=21.61cmNilai periode, periode pangkat dua, 1/periode dan h No T (detik) T2
(detik)2 1/T2 (cm/detik2) h (cm)
1 0.83 0.6889 1.451589 13
2 0.82 0.6724 1.48721 11
3 0.84 0.7056 1.417234 9
4 0.82 0.6724 1.48721 7
5 0.86 0.7396 1.352082 5
6 1.02 1.0404 0.961169 3
7 1.7 2.89 0.346021 1
8 0.84 0.7056 1.417234 13
9 0.81 0.6561 1.524158 11
10 0.81 0.6561 1.524158 9
11 0.84 0.7056 1.417234 7
12 0.86 0.7396 1.352082 5
13 1.02 1.0404 0.961169 3
14 1.66 2.7556 0.362897 1
Jumlah 17.06145
Setelah mendapatkan nilai-nilai tersebut, maka kita dapat menentukan nilai percepatan gravitasi yaitu dengan menggunakan persamaan :
g=4π
2λ
T2
Dimana nilai T2 yang kita gunakan adalah nilai rata-ratanya, sehingga dari percobaan diatas kita
akan mendapatkan 2 nilai gravitasi sebesar :
A. Data I
Nilai gravitasi
g1=4π
2
λ1
T2 =(4) (3.14)
2
(21.61)(1.22)=1039.76cm/s
Jika kita ubah menjadi m/s, maka g1=10.40m/s
Kemungkinan fraksi kesalahan pengukuran x adalah:
Dimana ketelitian λ menggunakan ketelitian mistar yaitu: 0.05 cm
Ketelitian T menggunakan ketelitian stopwatch, yaitu: 0.005 s
Δ g
Persen kesalahan percobaan ini:
kesalah an=(9.8−10.40)
9.8 x100=6.11
B. Data II
Nilai gravitasi
g2=4π
Ketelitian gravitasi
Kemungkinan fraksi kesalahan pengukuran x adalah:
Dimana ketelitian λ menggunakan ketelitian mistar yaitu: 0.05 cm
Ketelitian T menggunakan ketelitian stopwatch, yaitu: 0.005 s
Δ g
Persen kesalahan percobaan ini:
kesalah an=(9.8−9.59)
